Пользуясь схемой мощного быстродвижущегося источника теплоты определим ширину зоны, нагретой выше заданной температуры.

Содержание

1 Расчет режимов аргонодуговой сварки листов

2 Определение ширины зоны, нагретой выше заданной температуры с использованием схемы мощного быстродвижущегося источника теплоты

3 Определение максимальной температуры, которая достигается на расстоянии L=y от оси шва

4 Определение мгновенной скорости охлаждения металла при заданной температуре

5 Определение температуры подогрева для пункта 4, обеспечивающей снижение скорости охлаждения

6 Расчет длительности нагрева выше температуры T точек околошовной зоны, лежащих на границе проплавления ()

Список литературы

Задание №11345221;

свариваемый материал - малоуглеродистая сталь;

Толщина-2 мм;

Размеры швов приняты согласно ГОСТ 14771-76

Вид сварки - автоматическая сварка в среде защитных газов (в аргоне) неплавящимся электродом.

Рис.1 Сварочный шов С4 по ГОСТ 14771-76

Физические свойства малоуглеродистой стали:

Температура плавления: ;

Удельная теплоемкость: с=0,785 ;

Плотность: γ=7,8 ;

Коэффициент теплопроводности: λ=0,09 =0,432

Объемная теплоемкость: с γ=5,52 ;

Коэффициент температуропроводности: а=0,08 ;

Скрытая теплота плавления: L=277,2

Эффективный КПД: =0,5 [1, стр. 117];

Толщина свариваемых пластин: см.

1 Определим площадь поперечного сечения шва:

Определим теплосодержание расплавленного металла:

,

где - Начальная температура металла;

- температура перегрева металла в сварочной ванне, обычно принимают:

(0,1…0,2) ,

0,1

Рассчитаем теплосодержание:

= 0,785 .

Рассчитаем полезную мощность – мощность, затрачиваемую дугой на проплавление изделия:

1) При =30 = 0, 84

=0,13 = 1325,98 Вт.

Определим термический КПД по номограмме (ε₂) [1, стр.148], где

.

Предварительно примем и рассчитаем :

,

,

.

Найдем для каждого значение коэффициента

, откуда ()=0,484

, откуда ()=0,484,

, откуда ()=0,484.

Найдем среднее значение термического КПД:

, которое станет основным для данного случая.

Рассчитаем эффективную мощность дуги:

Вт, тогда ток дуги составит (при напряжении на дуге U_д=24В):

.

2) При =20 = 0, 56

=0,13 = 883,98 Вт.

Определим термический КПД по номограмме (ε₂), где

.

Предварительно примем и рассчитаем :

,

,

.

Найдем для каждого значение коэффициента

, откуда ()=0,484,

, откуда ()=0,484,

, откуда ()=0,484.

Найдем среднее значение термического КПД:

, которое станет основным для данного случая. Рассчитаем эффективную мощность дуги:

Вт, тогда ток дуги составит (при напряжении на дуге U_д=24В):

.

3) При =10 = 0, 28

=0,13 = 442 Вт.

Определим термический КПД по номограмме (ε₂), где

.

Предварительно примем и рассчитаем :

,

,

.

Найдем для каждого значение коэффициента

, откуда ()=0,484,

, откуда ()=0,483,

, откуда ()=0,482.

Найдем среднее значение термического КПД:

, которое станет основным для данного случая. Рассчитаем эффективную мощность дуги:

Вт, тогда ток дуги составит (при напряжении на дуге U_д=24В):

.

Пользуясь схемой мощного быстродвижущегося источника теплоты определим ширину зоны, нагретой выше заданной температуры.

1) Т = ,

2) Т = ,

3) Т = .

Первый способ: для бесконечной пластины и линейного источника тепла.

. [1, стр.135]

Упростим эту формулу:

1) При Т =

,

см.

2) При Т = , Т=750⁰С

см.

3) При Т = ,

см.

Второй способ: для бесконечной пластины и линейного источника тепла (по номограмме). Вычислим значение:

[2, стр.209].

1) При Т =

По номограмме находим значение υl/2a =5, откуда выражаем :

см.

2) При Т = , Т=750⁰С

По номограмме находим значение υl/2a =9,2,откуда выражаем :

см.

3) При Т = , ⁰С

По номограмме находим значение υl/2a =13,7, откуда выражаем :

см.

Результаты рассмотренных способов определения ширины шва имеют незначительные погрешности.

2 Определение максимальной температуры, которая достигается на расстоянии L=у от оси шва:

1) При L=1 см;

2) При L=2 см;

3) При L=3 см.

[3, стр.211]

1) При L=1 см

⁰С,

2) При L=2 см

⁰С,

3) При L=3 см

⁰С.

3 Определение мгновенной скорости охлаждения металла при температуре:

1) Т= ; Т=1500⁰С

2) Т= ; Т=1500/3=500⁰С.

[1, стр.156]

1) Т= ; Т=1500⁰С

⁰С/c

2) Т= ; Т=500⁰С

⁰С /c

4 Определение температуры подогрева , обеспечивающую снижение скорости охлаждения:

1) в 1,5 раза

2) в 3 раза

в 1,5 раза для , следовательно скорость охлаждения будет:

⁰С/c,

:

Т- ,

Т- ⁰C,

При Т= ⁰C, ⁰С.

в 3 раза для , следовательно скорость охлаждения будет:

⁰С/c,

Т- ⁰С

При Т= ⁰С, ⁰С.

в 1,5 раза для , следовательно скорость охлаждения будет:

⁰С/c,

:

Т- ⁰С,

При Т=500⁰С, ⁰С.

в 3 раза для , следовательно скорость охлаждения будет:

⁰С/c,

Т- ⁰С

При Т=500⁰С, ⁰С

5 Расчет длительности нагрева выше температуры Т точек околошовной зоны, лежащих на границе проплавления ( ):

1) Т=0,8 ;

2) Т= .

[1, стр.158],

,

1) Т=0,8

=0,8.

2) Т=0,6

=0,6.

Литература

1. Теория сварочных процессов. Багрянский К.В., Добротина З.А., Хренов К.К. Издательское объединение «Вища школа», 1976, 424 с.

2. Теория сварочных процессов. Под ред. Фролова В.В. – М.: Высш. шк., 1988. 559с.

3. Груздев Б.Л., Бычков В.М., Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Производство сварных конструкций» - Уфа: УГАТУ, 2005.- 44с.

4. Псарас Г. Г., Ежель А.И. «Сварщику цветных металлов: справочное пособие» - Донецк: Донбас, 1985.- 174с.

Дата добавления: 2015-07-08