[тока в пятне дуги, теплофизических [свойств материала электрода и др. |Д. Хоуден приводит для железа значение а„ = 0,0016 мг/(А - с) (при /св = = 300 А) [257].

^ Среднюю мощность, затрачиваемую на [испарение металла капли, можно вычислить также по уравнению [97]

Ри.к~0.1*„/св, (3.11)

пе кп — коэффициент плавления элект-1рода; — энергия связи кристаллической решетки; £к — теплосодержание , жидкого металла при температуре кипе-[ния; и — атомная масса материала элект-рюда. Величина №к определяется по

уравнению [98]

чек = \х\ + ]Р.,(3.12)

[где №. — энергия сублимации, №5 = Г=9,4 • 10*Тисп, 7ИСП —температура ис-рпарения металла капли; 1^,- — энергия [ионизации, 117,- = 9,65 - 107 Потери [мощности на излучение с поверхности гкапли

РП.Л = ^^К-Т1).(3.13)

ьгде о — постоянная Стефана — Больц-[мана, о = 5,67 Ю-8 Вт/(м2 • К4); е -[коэффициент черноты; Рл — поверхность излучения; Тп и Тс — температура жидкого металла капли на электроде и окру-Ькающей среды, воспринимающей излучение. В то же время капля воспринимает [некоторое количество лучистой энергии ■мощности) от столба дуги и ванны Р„

иотдает некоторую мощность ЯКОнв путем [конвекции обтекающему ее газовому потоку (на рис. 94, а мощности Рл и Р„0нв не показаны). Кроме того, вследствие кимическнх реакций, происходящих в капле на горце электрода, а также в влектродном покрытии при его нагреве в Ьроцессе сварки, генерируется (или те-юяется) мощность Рхим, которую можно рассчитать по уравнению, отражающему тепловой эффект реакции и расход реагентов. Величины АР = Рл_к + Рл —

[— Рконв и Рхим, как показывают оценочные расчеты, невелики (не более 3—4 %

от обшей мощности Рап) 149, 50] и для упрощения схемы распространения тепла их в дальнейшем не будем принимать во внимание. Тепловую мощность, характеризующую тепловую энергию, поглощаемую жидким металлом электродной капли, можно вычислить по выражению

Рк = 1)стс£,(ПР ~ТПЛ).(3.14)

где рСт (0 — масса стержня, расплавляемая за единицу времени; 7,кр — средняя температура капли; Тпл — температура плавления металла капли. В выражении (3.14) величина Ткр учитывает нагрев капли вследствие выделения тепловой мощности в активном пятне и от прохождения электрического тока через расплавленный металл.

Тепловой поток Ф' (см. рис. 94) расходуется на увеличение температуры металла капли от начальной 7Н„Ч до температуры плавления Т„л, его расплавление и на тепловую составляющую Фп.ст, передаваемую электродному покрытию в областях, непосредственно прилегающих к расплавленному металлу капли,

Ф' (0 = Фст (0 + Фпс, («)■ (3.15)

Здесь Фгт (/) — тепловой поток, вводимый в электродный стержень, который можно определить по формуле [3161

Фст (I) = ь„ {Нпл-Н |ГСТ (01). (3.16)

где Нпл—энергия, необходимая для превращения 1 кг стали, находящейся при температуре Т = Та в I кг расплавленного металла (Т = Т^); И — теплосодержание металла. Для чистого железа Тпл = 1536 °С и Иш, = 1.3 - Ю6 Дж'кг [233]. При этом масса стержня, расплавляемого за единицу времени,

ист = - РсАгЛэ/Л-(3.17)

Учитывая, что длина электрода 1Ъ в процессе сварки изменяется дискретно, при рассмотрении нагрева и плавления стержня необходимо принимать во внимание средний тепловой поток, Фст, вводимый в стержень в интервале времени от Ь1 до /2.

Средний тепловой поток, идущий непосредственно на нагрев и плавление