Температура сварочной ванны
Температуры жидкого металла в разных точках сварочной ванны могут сильно различаться между собой. У границы с твердым металлом температура жидкого металла близка к температуре плавления. Она может быть как несколько ниже Тпл вследствие кристаллизационного переохлаждения, так и выше - при больших скоростях движения жидкого металла вдоль твердой границы. Как следует из рис. 7.6, расплавляющийся на передней кромке ванны жидкий металл поступает в ее хвостовую часть, проходя вдоль боковых поверхностей и дна ванны. При этом скорости движения металла могут превышать скорость сварки в несколько раз. Максимальная температура жидкого металла существенно зависит от источника теплоты. При лучевых способах сварки, особенно при значительной концентрации энергии в пятне нагрева, температура металла может достигать температуры кипения.
Дуговые и плазменные источники теплоты также способны создавать на поверхности металла довольно высокие температуры, например у сталей - до 2300 К. При электрошлаковом процессе температура жидкого присадочного металла, проходящего через активную зону шлаковой ванны (где выделяется теплота), достигает температуры шлака, которая в средней по высоте части шлаковой ванны составляет 2100...2200 К, а на поверхности шлака около 2000 К.
При способах сварки плавлением, особенно с использованием дуги, происходит интенсивное перемешивание жидкого металла как вследствие его движения из головной части ванны в хвостовую, так в результате воздействия источника теплоты на жидкий металл. Происходит интенсивный теплообмен между отдельными порциями различно нагретого жидкого металла, а также отвод теплоты в твердый металл. Поэтому состояние ванны целесообразно характеризовать не только возможными максимальными и минимальными температурами, но и средней температурой жидкого металла. Она зависит от режима сварки (сварочного тока, напряжения дуги, скорости сварки), характера подачи присадочного металла, устойчивости дуги и положения ее активного пятна. Например, средняя температура ванны при аргонодуговой сварке алюминиевого сплава АМгб может изменяться от 650 до 780 °С (при возрастании тока от 300 до 450 А) при UR = 14 В и от 800 до 930 °С при ид = 8 В, в то время как температура плавления сплава АМгб составляет ~ 610 °С.
