19.Зварювальна дуга — це ділянка електричного кола, на якій проходить спад напруги і яка поділяється на три області: катодну та анодну плями й стовп дуги (рис. 3.2).

Катодна пляма є джерелом електронів. Температура її досягає 2400~2600°С (для сталевих електродів). У катодній плямі виділяється близько 38% загальної кількості тепла, а спад напруги (U_K) пов'язаний з витратами на емісію та розгін електронів і становить 12-17 В.

Стовп дуги є провідником електричного струму, де утворюються вторинні електрони та іони. Стовп дуги нейтральний. У ньому одночасно знаходиться однакова кількість заряджених частинок протилежних знаків. Процес з'єднання позитивних іонів з електронами й утворення нейтральних атомів називається рекомбінацією. У стовпі дуги виділяється близько   20%   її   загального тепла, а спад напруги (U_с) зростає при збільшенні довжини дуги (L_д) і становить 2-12 В. Температура стовпа дуги залежить від сили зварювального струму і досягає 6000-8000Х. Температура краплі металу на кінці електрода дорівнює 2150°С, а при перельоті через стовп дуги — 2350°С. Середня температура зварювальної ванни становить 1770°С.

Анодна пляма є місцем входу електронів і має температуру 2400-2600°С, але в результаті бомбардування електронами на ній виділяється більше тепла (42%), ніж на катодній плямі. Спад напруги на анодній плямі (U_a) пов'язаний з витратами енергії на бомбардування анода електронами й дорівнює 2-11 В. Поверхня анодної плями під впливом сильного бомбардування має увігнуту форму, яку називають кратером

20Дефекти зварних з'єднань і методи їх виявлення, особливості зварювання чавуну"

У процесі зварювання в металі шва і зоні термічного впливу можуть бути дефекти, які знижують міцність з'єднання, призводять до негерметичності швів, знижують експлуатаційну надійність виробу. Причини виникнення дефектів різні, тому і заходи щодо їх попередження та усунення також різні.

За місцем розташування розрізняють дефекти зовнішні і внутрішні. Зовнішні дефекти, як правило, можуть бути виявлені при зовнішньому огляді. Для виявлення внутрішніх дефектів застосовують спеціальні методи неруйнівного або руйнівного контролю.

Деякі види дефектів у зварних з'єднаннях показані на рис. 2. Найбільш характерними дефектами при зварюванні є дефекти формування шва (непровари, пропали, підрізи, напливи). Їх походження пов'язане з порушенням режиму зварювання. Вони можуть з'явитися в результаті неправильної підготовки і складання стику, що зварюється. Для запобігання утворення дефектів формування необхідно стежити за справністю зварювального обладнання, правильністю підготовки стику, відповідністю кваліфікації зварника виконуваній роботі.

Один з найбільш небезпечних дефектів - непровар. При дуговому зварюванні його поява пов'язана з недостатнім зварювальним струмом. Небезпека непровару полягає в тому, що при навантаженні виробу в процесі експлуатації непровар створює концентрацію напруг. Напруги, що у цьому місці, можуть у кілька разів перевищувати середні напруги у виробі, а це призводить до руйнування виробу при навантаженнях, значно менших, ніж розрахункові. Непровари обов'язково усувають підваркою дефектних ділянок.

Металургійні та теплові явища, що відбуваються в процесі формування і кристалізації зварювальної ванни, служать причиною виникнення тріщин у металі шва і біляшовній зоні, пор, шлакових включень, а також несприятливих змін властивостей металу шва і зони термічного впливу. Дефекти цієї групи можуть з'явитися при використанні неякісних вихідних матеріалів, сирих електродів або електродів, що не відповідають зварюється матеріалу.

Істотне значення має стан зварювальної оснастки, обладнання. Для попередження дефектів виконують перевірку якості вихідних матеріалів, їх підготовки до зварювання, стану поверхні, а також перевірку обладнання та оснащення. У процесі зварювання суворо контролюють режим, стежать за зачисткою проміжних швів, за правильної заваркою кратерів, своєчасним виконанням необхідної термічної обробки з'єднання.

Неприпустимими дефектами зварних з'єднань є тріщини. Подібно непровару, вони служать концентраторами напружень. Для усунення виявлених тріщин у дефектному місці роблять вибірку металу і проводять ручну підварки.