Источниками энергетических и кинематических возмущений являются промышленная сеть и сварочное оборудование: источники питания, аппаратура управления, приводы подачи электрода, перемещений и др. Технологические возмущения связаны с несовершенством технологий подготовки заготовок, их сборки и сварки. Совершенствование конструкций сварочного оборудования, применение тиристорных приводов, микропроцессорной техники для управления сварочным циклом позволяют частично или полностью устранить многие из энергетических и кинематических возмущений. Наиболее трудно устранимыми являются технологические возмущения, поскольку усложнение технологической оснастки и технологии заготовки, сборки и сварки изделий во многих случаях оказывается экономически неоправданным. Например, невозможно полностью устранить флуктуации положения электрода относительно свариваемого стЫка вследствие тепловых деформаций изделия.

Закон действия возмущений может быть известен. Например, при наплавке кромок штамповых матриц по рабочему контуру закон изменения возникающих при этом возмущений по длине дуги и углу наклона электрода может быть определен с достаточной степенью точности. При сварке швов значительной протяженности, например при изготовлении спиральношовных труб, числовые характеристики возмущений по относительному положению электрода и стыка заранее неизвестны.

Для оценки влияния возмущений на технологические характеристики сварного соединения наряду с законом изменения возмущений необходимо учитывать инерционность процесса формирования сварного соединения, обусловленную особенностями передачи теплоты в изделии. Числовой характеристикой инерционности процесса нагрева и плавления металла изделия является тепловая постоянная времени т„, определяемая как время, в течение которого температура в зоне сварки достигла бы установившегося значения Г_уст, если бы она изменялась с постоянной скоростью. При ступенчатом изменении термического воздействия на изделие (например, сварочного тока дуги) температура Т в изделии изменяется по следующему закону (рис. 1.2):

где / — время.

Аналогично изменяются геометрические размеры сварного соединения: глубина провара, диаметр сварной точки и др. Тепловая постоянная т„, имея размерность времени, определяется только теплофизическими свойствами материала и энергетическими характеристиками источника нагрева.

Возмущения, имеющие место в производственных условиях, могут быть: импульсными, ступенчатыми, апериодическими и колебательными. Так, при включении и отключении соседних мощных потребителей электроэнергии возмущения по напряжению сети носят импульсный характер; возмущения по длине дуги могут иметь ступенчатый или апериодический характер, а при сварке с короткими замыканиями дугового промежутка — колебательный. Экспериментальный и теоретический анализ влияния возмущений на геометрию сварного соединения с учетом инерционности нагрева изделия позволяет сделать следующие выводы: