Рис. 96. Распределение температуры по оси электродного стержня в различные периоды времени 72 /Л [316|.

По = иг1л/«с

А = 2лс/стчетап/(Дх5п1)^); (3.30)

В = ^тРст^ост^пРпСи,.

Как указывалось выше, частично нагрев покрытия происходит передачей тепла путем теплопроводности от электродного стержня. На рис. 96 показано распределение температуры металла электродного стержня по его длине, типичное для процесса сварки покрытыми электродами. Как видно, температура Т электродного стержня во всех точках, взятых по его длине, исключая участки начальный (контактирующий с электро-додержателем) и конечный (вблизи расплавленного торца электрода), остается практически постоянной. При приближении к участкам, прилегающим к электродержателю, температура нагрева стержня уменьшается; в то же время она резко возрастает в зонах, прилегающих к расплавленному торцу. Поэтому ясно, что аксиальный тепловой поток, способствующий плавлению покрытия, в рассматриваемых условиях появится только в этих двух переходных областях. Температура в средних частях электродного стержня за время сварки повышается.

Расчеты, приведенные в работе [317], показывают, что длина переходной области вблизи электрододержателя состав-

ляет порядка нескольких сантиметров, у фронта плавления (А2, см. рис. 96) — около 1 мм. В области у фронта плавления стержень электрода имеет значительно большую температуру, чем покрытие. В результате в этой узкой области возникает существенный радиальный тепловой поток (Фп), направленный от стержня к покрытию. Он и используется для нагрева и плавления покрытия.

Температуру покрытия можно определить по формуле

йТ1&1 = спУ2Г(3.32)

при соответствующих граничных условиях.

Выражение \/2Т по данным [316], имеет порядок величины Д7762 (6 — толщина покрытия, ДТ — разность температуры по толщине покрытия). При ручной дуговой сварке ДГ « 25 °С [316].

Для расчета величины теплового потока Ф' в работе 1316] предложены следующие упрощения (рис. 97).

1.Высота /г„ электродной капли постоянна и равна нескольким миллиметрам. Поэтому мы имеем дело или с каплей среднего размера, или рассматриваем ситуацию, когда существует непрерывный поток капель небольшого размера из капли, находящейся на торце электрода.

2.Тепло образуется на нижней поверхности капли (г = /гк), где Т = Тпл

+ Д7К (Д7К — постоянная).

3.Расплавленный металл охлаждается до температуры 7ПЛ на границе раздела твердой и жидкой фаз; избыток тепла передается твердой фазе.

Рис. 97. Схема распространения теплоты.