В дуговом промежутке выделяют следующие области (рис. 7): катодную Ьк и анодную Ья, где наблюдается значительное падение "напряжения, вызванное образованием около электродов пространственных зарядов (скоплением заряженных частиц), и расположенную между ними область дугового разряда, называемую столбом дуги Ьс. На поверхности анода и катода образуются электродные пятна, представляющие собой основания столба дуги, через которые проходит весь сварочный ток. Электродные пятна выделяются яркостью свечения. Общая длина сварочной дуги Ьа равна сумме длин всех трех областей: Ьа=Ьк+Ьс+Ьа, где Ьд — общая длина сварочной дуги; Ьк — длина катодной области, равная примерна Ю-5- см; Ьс — длина столба дуги; Ьл — длина анодной области, разная примерно 10~3—Ю-4 см.

Общее напряжение сварочной дуги соответственно слагается из суммы падений напряжений в отдельных областях дуги: (7а=(7к+ + ис+иа, ид, ик, ис, ия — соответственно падение напряжения общее на дуге, в катодной области, столбе дуги и анодной области, В.

Зависимость напряжения в сварочной дуге от ее длины описывается уравнением I)д=а-\-ЬЬд, где а — сумма падений напряжения в прикатодной и прианодной областях, В; Ьд— длина столба дуги, мм; Ь — удельное падение напряжения в дуге, отнесенное к 1 мм столба дуги, В/мм.

Тепловая мощность дуги. Основной характеристикой сварочной дуги как источника энергии для сварки является эффективная тепловая мощность 7И, Эффективная тепловая мощность источника сварочного нагрева — это количество теплоты, введенное в металл за единицу времени и затраченное на его нагрев. Эффективная тепловая мощность является частью общей тепловой мощности дуги д. так как некоторое количество тепла дуги непроизводительно расходуется на теплоотвод в металле, излучение, нагрев капель при разбрызгивании.

Отношение эффективной тепловой мощности к полной тепловой мощности источника теплоты называется эффективным коэффициентом полезного действия (к. п. д.) процесса нагрева Г)н = ^.

Полную тепловую мощность сварочной дуги, т. е. количество теплоты, выделяемое дугой в единицу времени, приближенно считают равной тепловому эквиваленту ее электрической мощности /=/£/а, где / — величина сварочного тока, А; 11д — падение напряжения на дуге. В; 7 — тепловой эквивалент электрической мощности сварочной дуги, Дж/с.

Соответственно, эффективная тепловая мощность определяется выражением 7я=/с/аТ)и.

Значение т]и может меняться от 0,3 до 0,95 и для различных видов сварки ориентировочно составляет: открытая угольная дуга — 0,5—0,65; дуга в аргоне — 0,5—0,6; сварка штучными покрытыми электродами — 0,7—0,85; сварка под флюсом — 0,85—0,93.

Количество тепла, вводимое в металл источником нагрева и отнесенное к единице длины шва, называется погонной энергией свар-