специальных технологических курсах и руководствах по дуговой и контактной электросварке, газовой сварке и др. Здесь же дается лишь самый краткий обзор их отличительных особенностей.

Источники тепла для сварки должны обладать: 1) достаточной тепловой мощностью; 2) высокой концентрацией тепла; 3) значительной эффективностью; 4) экономичностью. Кроме того, они должны быть удобными в работе.

Тепловой мощностью источника называется полное количество тепла, выделяемого им в единицу времени. В дальнейшем будем обозначать ее q, кал/сек.

Часть тепла бесполезно идет на нагрев окружающей атмосферы, оборудования и т. п., тогда как другая его часть эффективно расходуется на нагрев изделия. Количество тепла, сообщаемое источником нагреваемому изделию в единицу времени, называется эффективной мощностью источника тепла qu, кал/сек.

Весьма важной характеристикой любого источника тепла является эффективный коэффициент полезного действия tj„, который представляет собой отношение эффективной мощности к полной тепловой мощности:

т,ц = ^, или т,„ = ^. 100%.

Воздействие источника тепла на нагреваемый металл оценивается интенсивностью источника, которая определяет удельную тепловую мощность, вводимую в металл. В зависимости от характера теплового источника интенсивность его оценивается различными величинами. Для наиболее распространенных поверхностных источников, передающих тепло нагреваемому телу через определенную поверхность, интенсивность измеряется тепловой мощностью, приходящейся на единицу поверхности нагрева — кал/(см2 • сек). Когда же тепло возникает в объеме самого нагреваемого тела, например при пропускании электрического тока через проводник, интенсивность оценивается тепловой мощностью, отнесенной к единице объема — кал/(см3 ■ сек). В практике расчетов используют также идеализированную линейную схему нагрева, принимая, что тепло-вложение происходит по линии. В этом случае интенсивность нагрева измеряется тепловой мощностью, приходящейся на единицу длины — кал/(см • сек).

Для сварочной техники особенно важен электрический нагрев проводников током, подчиняющийся закону Джоуля — Ленца. Количество энергии, выделяющейся в проводнике, для цепей постоянного тока

А = f2R( = lUt = Wt дж,(III.I)

где / — ток в проводнике, а;

R — сопротивление проводника, ом; t — время протекания тока, сек; U — напряжение на концах проводника, в; W — мощность, подведенная к проводнику, fm.

Если в проводнике не происходит превращения электрической энергии в химическую (электролиз), механическую, световую и пр., то вся электрическая энергия А переходит в тепловую. Тогда для определения количества тепла С?, кал, освободившегося в проводнике, нужно лишь умножить электрическую энергию А на коэффициент а перехода от электрических единиц к тепловым:

(} = аА = 0.239Л як 0.24Д.(II 1.2)

§ 13. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДУГОВОЙ РАЗРЯД

Ионизация газа. Нагрев металла электрическим током занимает ведущее место в сварке. Особенно важен нагрев электрическим дуговым разрядом, или электрической дугой, делающий возможной дуговую сварку — основной способ сварки металлов нашего времени. Достаточно сказать, что по объему и стоимости дуговая сварка дает продукции больше, чем все остальные виды сварки вместе взятые.

Создается дуга прохождением тока через газ. Вопрос электропроводности газов, строго говоря, не имеет смысла и его ставить нельзя. В зависимости от условий проводимость газа может меняться от нуля до очень больших значений. Любой газ при комнатной температуре и нормальном давлении состоит из электрически нейтральных молекул и является совершенным изолятором, поскольку в нем нет носителей тока — электрически заряженных частиц. Проводить электрический ток газ может только в том случае, если в нем появятся электрически заряженные частицы — электроны и ионы. Электрически заряженные частицы могут поступить в объем газа извне или образоваться из нейтральных газовых молекул за счет отщепления от них свободных электронов и одновременного возникновения положительных ионов. Могут возникать и отрицательные ионы — за счет присоединения электронов к нейтральным молекулам.

Как уже упоминалось, процесс образования электрически заряженных частиц в газе называется ионизацией, а такой газ — ионизированным. Поскольку ионизированный газ электропровэден, то признаком и измерителем ионизации служит электропроводность газа. Величиной удельной проводимости характеризуется степень ионизации газа.

Степень ионизации газа х представляет собой отношение числа ионизированных молекул /г к их первоначальному числу «0 до ионизации: х = — • Величина х может меняться от 0 до 1. Максимально

ное значение х = 1 отвечает предельному случаю — когда ионизированы все молекулы газа. Ионизация может быть однократной (отщепляется один электрон) и многократной (отщепляется несколько электронов). В дальнейшем будем иметь дело лишь с однократной ионизацией, выражающейся уравнением