Технологические основы сварки плавлением

n
n
n
n
−
→
−
+
−
+ (4.1) 
диссоциации карбонатов при температуре около 900 °С (при 
парциальном давлении в газовой фазе Р
СО2
≈ 1 кгс/см
2
) 
3
2
СаСО
СаО СО
→
+
; (4.2) 
3
2
MgCO
MgO
CO
→
+
, (4.3) 
а также последующей диссоциации СО
2
2
2
1
СО
СО
О
2
→
+
. (4.4) 
Расчеты показывают, что при Т = 0 
о
С и давлении 1 кгс/см
2
диссоциация 1 г органических соединений приводит к выделению 
примерно 1450 см
3
СО + Н
2
, 
а 1 г карбоната СаСО
3
– 
к выделению
340 
см
3
газов. В дуге газы нагреваются до Т = 550…800 
о
С; объем, 

---

41
выделившихся при этих температурах газов составляет 1000…1400 см
3
(
при нагреве газа на 1 
о
С его объем увеличивается на 1/273). 
На 1 г расплавленного электродного стержня выделяется 90… 
120 
см
3
защитного газа (СО
2
и Н
2
), 
что обеспечивает надежную защиту 
сварочной ванны. 
Состав шлакообразующих компонентов может быть различным; 
это окислы кальция, магния, марганца, железа, алюминия, кремния, 
титана, натрия, галогены CaF
2
и др. 
Для сварки алюминия и алюминиевых сплавов применяются по-
крытия из бескислородных соединений, хлоридов и фторидов (KCl, 
NaCl, KF 
и др). применение окислов недопустимо для покрытий элек-
тродов, ввиду большого сродства алюминия к кислороду. 
Требования к толстым покрытиям электродов: 
1)
обеспечение стабильного горения дуги; 
2)
облучение металла шва с необходимым химическим составом и 
свойствами; 
3)
спокойное, равномерное плавление электродного стержня и 
покрытия; 
4)
хорошее формирование шва и отсутствие в нем пор, шлаковых 
включений и др.; 
5)
легкая отделимость шлака после остывания с поверхности шва; 
6)
хорошие технологические свойства обмазочной массы, не за-
трудняющие процесса изготовления электродов; 
7)
удовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда 
при изготовлении электродов и сварке. 
Технологические характеристики плавления электродов опреде-
ляются экспериментально. 
Коэффициент расплавления (г/А⋅ч) 
p
р
α
G
It
=
, (4.5) 
где G
p
 – 
масса расплавленного металла электрода (г) за время t горения 
дуги (ч); I – сила сварочного тока, А. 
р
ст.эл
доп.м
= 
G
G
G
+
, (4.6) 
где G
ст.эл
– 
масса электрода; G
доп.м
– 
масса расплавленного дополни-
тельного металла, содержащегося в покрытии электрода. 
Коэффициент наплавки (г/А⋅ч) 

---

42
н
н
α
G
It
=
, (4.7) 
где G
н
– 
масса наплавленного металла (г) при силе сварочного тока
I (
А) за время t (ч), полученного за счет дополнительного металла, если 
он содержался в покрытии электрода. 
Коэффициент потерь (%) 
p
н
р
100 %
G
G
G
−
ψ =
⋅
, (4.8) 
если в покрытии содержится дополнительный металл, 
(
)
ст.эл
доп.м
н
1
ст.эл
доп.м
100 %
(
)
G
G
G
G
G
+
−
ψ =
⋅
+
. (4.9) 
Коэффициент массы покрытия k = G
п
/G
м
, 
где G
п
 – 
масса покрытия на электроде; G
м
 – 
масса металла стержня на 
длине обмазочной части электрода. 
Если известна масса 1 см электродной проволоки m (г/см), то
k = (G
эл
– 
ml
э
)/ml
0
, 
где G
эп
и l
эл
– 
масса всего электрода (г) и его длина 
(
см); l
0
– 
длина обмазочной части электрода, см. 
Иногда массу покрытия на электроде относят к массе всего элек-
трода: 
1
эл
э
э
(
) /
k
G
ml
ml
=
−
(4.10) 
для электродов, не содержащих в покрытии дополнительный металл,
α
р
= 7 – 13 
г/А⋅ч; α
н
= 6 – 12,5 
г/А⋅ч; ψ = 5 – 25 %. 
Рассмотренные характеристики электродов используют для нор-
мирования сварочных работ и расхода электродов. 
Например, если известно F
н
и длина шва l
ш
, 
то G
н
= F
н
l
ш
γ,
где γ – плотность металла, г/см
3
. 
В паспорте на выбранную марку электродов указывается сила сва-
рочного тока и коэффициенты α
р
, 
α
н
, 
ψ и k. 
Основное время сварки определяют по формуле 
T
0
= t = G
н
/
α
н
I. (4.11) 
Массу электродов, необходимых для сварки данного шва: 
эл
н 1
(
ψ)
G
G k l
=
+ . (4.12) 

---

43
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1.
Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудова-
ние сварки плавлением. Учебник для студентов вузов. – М.: Машиностроение, 
1977. – 432 
с. 
2.
Теория сварочных процессов: Учебник / Под ред. В.В. Фролова. – М.: 
Высшая школа, 1988. – 559 с. 
3.
Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие/ Под ред. 
В.В. Смирнова. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986. – 656 с 
4.
Чвертко А.И. Флюсовая аппаратура для автоматической и механизи-
рованной сварки. – М.: Машиностроение, 1986. – 160 с. 
5.
Электронно-лучевая сварка / О.К. Назаренко, А.А. Кайдалов,
С.Н. Колбасенко и др.; Под ред. Б.Е. Патона. – Киев: Наукова думка, 1987. – 
256 
с. 
6.
Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. – М.: Ма-
шиностроение, 1989. – 304 с. 
7.
Сварочные материалы для дуговой сварки: справочное пособие. В 2 т. 
Т.1. Защитные газы и сварочные флюсы / Под общ. ред. Н.Н. Потапова. – М.: 
Машиностроение, 1989. –544 с. 
8.
Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.Н. Технологические свойст-
ва сварочной дуги в защитных газах. – М.: Машиностроение, 1989. –264 с. 
9.
Сварка и свариваемые материалы: в 3 т. Т. 1. Свариваемость материа-
лов. Справ. изд. / Под ред. Э.Л. Макарова. – М.: Металлургия, 1991. – 528 с. 
10.
Сварочные материалы для дуговой сварки: справочное пособие.
В 2 т. Т. 2. Сварочные проволоки и электроды / Под общ. ред. Н.Н. Потапова. 
– 
М.: Машиностроение, 1993. –768 с. 
11.
Сварка и свариваемые материалы: в 3 т. Т. 2. Технология и оборудо-
вание. Справ. изд./ Под ред. В.М. Ямпольского. – М.: Изд-во МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 1996. – 574 с. 
12.
Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет К.В. Фролов (пред.) и др. 
– 
М.: Машиностроение. – М38. Оборудование для сварки Т. IY-6/ В.К. Лебедев, 
С.И. Кучук-Яценко, А.И. Чвертко и др.; Под ред. Б.Е. Патона. 1999. – 496 с. 

---

44
Е.В. Харламова 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 
СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ