/15¿7

Рис. 121. Осциллограммы тока и напряжения вращающейся дуги, горящей между кромками стальных труб диаметром 325 мм

(I = 1160 о; Ug = 40 в; скорость съемки 25 мм/сек)

и охлаждаемым медным кольцевым электродом. Катушка электромагнита создает поле, силовые линии которого параллельны образующей труб. Эти линии пересекают радиально направленную дугу, в результате чего появляется'усилие, стремящееся перемещать дугу по периметру труб.

Процесс разогрева кромок вращающейся дугой состоит из двух стадий: пусковой и установившейся. В первой происходит разгон дуги. На тонкостенных изделиях перемещение дуги с постепенно увеличивающейся скоростью начинается сразу после ее возбуждения. На трубах большого диаметра (например, 325 мм) с относительно большой толщиной стенки (9 мм) сначала отдельные вспышки дуги несколько разогревают кромки, после чего дуга начинает перемещаться по всей окружности с нарастающей скоростью. В установившейся стадии дуга перемещается с высокой постоянной скоростью, достигающей 100 м/сек.

В стадии разгона дуги электрические процессы нестабильны (рис. 121, участок АВ). В установившейся стадии (участок ВС) имеются незначительные пульсации тока и напряжения с частотой около 40 гц. Хотя процессы на аноде и катоде различны, опыт показывает, что кромки обеих труб нагреваются практически одинаково.

Время разогрева зависит от толщины стенки и диаметра труб: для труб 30 X 1,5 мм 15—20 сек; для труб 100X4 мм 30—40 сек, а при 6 = 9 ми (труба 325 мм) 120—150 сек.

Нагрев вращающейся дугой должен сопровождаться некоторым переносом металла с анода на катод. Этот перенос невелик и, по существу, вращающуюся дугу можно рассматривать как плоский источник тепла, неподвижный относительно нагреваемых торцов.

В этих условиях длительный нагрев (до 150 сек) создает температурное поле с небольшим градиентом и осадка сопровождается деформацией широкой зоны интенсивно нагретого металла. Это приводит к значительной высадке с knA 3 и при сварке стали к появлению в соединении видманштеттовой структуры перегретого металла.

Исследование микроструктуры стыков труб из перлитных сталей, выполненных дуго-контактной сваркой [160], обнаружило в ряде случаев в этих стыках полоску окисленного феррита. Это возможно в результате диффузии кислорода из окисленного жидкого металла через границу раздела жидкая—твердая фаза, практически неподвижную в конечной стадии процесса (когда толщина пленки жидкого металла достигает установившейся величины). Наличие окисленной полоски понижает пластичность соединения [160]. При дуго-контактной сварке цветных металлов (алюминия, меди) и нержавеющей стали требуется газовая защита [851.