Расчетное (теоретическое) перемещение кромок, при условии возникновения только упругих деформаций, может быть определено по зависимости

                         2 V_max =2  ,                     (4.1)

где  a – коэффициент линейного  температурного расширения свариваемого металла (1/К);

сr – объемная теплоемкость (Дж/см³·К);

q – эффективная мощность сварочного источника теплоты (Вт);

V_с – скорость сварки (см/с);

 – толщина свариваемых пластин (см).

Параметр , являющийся обобщенной характеристикой свойств металла (коэффициент линейного теплового расширения), часто дается как определённая числовая величина для данного материала, например для малоуглеродистой стали см³/Дж ;

Отношение

,                             (4.2)

где  – погонная энергия сварки (Дж/см);

 – сварочный ток, А;

 – напряжение на дуге, В;

 – эффективный к.п.д. процесса нагрева сварки.

Значение эффективного к.п.д. нагрева сварки зависит от способа сварки. Среднее значение может быть принято в соответствии с таблицей 4.1.

По мере охлаждения пластин, кромки стремятся отойти в прежнее положение, при этом до некоторой точки С , когда металл имеет низкий предел текучести, могут возникать пластические деформации. При дальнейшем охлаждении сопротивление металла возрастает, перемещения кромок произойти уже не могут и возникает подтягивание пластин друг к другу, т.е. усадка.

Таблица 4.1 – Значение эффективного к.п.д. нагрева

№ п/п	Способ сварки
1	Ручная плавящимся электродом	0,75
2	Ручная угольным электродом	0,6
3	Под флюсом	0,85
4	В углекислом газе	0,75
5	В аргоне неплавящимся электродом	0,7

В результате, после полного остывания поперечный размер сократится. При дуговой однопроходной сварке под флюсом металла толщиной 8 – 16 мм возникает усадка D_поп = 1…1,5 мм; при электрошлаковой сварке она может достигать 5…10 мм в зависимости от удельной погонной энергии сварки . Аналогично возникает усадка пластин, когда на их поверхность укладывается валиковый или угловой шов. Отличие заключается в том, что в этом случае зазор в сплошной пластине отсутствует (см. рис. 4.1в). Перемещение произвольной точки О₁ , находящейся вблизи линии сплавления, не происходит до тех пор, пока металл остается холодным или слабо нагретым. При подходе сварочной ванны металл нагревается и теряет упругие свойства. С этого времени точка О₁, в результате расширения металла от нагрева зоны О₁О₂  (см. рис. 4.1в) начинает перемещаться к оси х, при этом на участке ОО₁ возникают пластические деформации. Перемещение существенно возрастает, когда металл расплавляется и полностью теряет свои упругие свойства. Таким образом, при сварке сплошных пластин, собранных без зазора, возникает некоторое препятствие перемещению металла в процессе разогрева. Поэтому, действительная поперечная усадка , всегда оказывается меньше, чем 2V_max , вычисляемое по формуле (4.1), т.е.

,                                 (4.3)

где  – коэффициент, учитывающий расхождение опытного и расчетного значений . Из вышеприведенного будем иметь, что < 1.