Т Длительность пребывания металла выше данной температуры
----- |
||
/ / / |
x |
|
t, |
tH |
t |
t2 |
Рнс. 7.8. Схема термического цикла при однопроходной сварке |
Длительность пребывания металла выше некоторой температуры Т выражается на рис. 7.8 отрезком tn Определим зависимость tH от параметров режима сварки для двух случаев: наплавки на массивное тело и однопроходной сварки встык.
Математические преобразования выполним для обоих случаев одновременно, используя теорию мощных быстродвижущихся источников теплоты без учета теплоотдачи, т. е. Ь = 0.
Длительность нагрева t№ может быть выражена через безразмерные критерии времени Т2 и т3:
^3H=v7(4a); t2ll= х2ну2/(4а), (7.22)
где т3н = 4at3Jr2, т, н=4at2Jy2.
Значения г и у выразим из уравнений (7.11) и (7.12) и подставим в выражение (7.22):
SHAPE * MERGEFORMAT
(7.23) (7.24) |
Зн- |
2q
— Т„) ’
1 1
— т )J
4ле vU, Ta
64ле XcpL об(Т
Путем деления уравнений (6.46) и (6.47) на уравнения (7.11) и (7.12) находим
Т Т н — Г qI—г2
at
(7.25) |
Г-Г. |
J2e у ■ e~y2/(4a().
-/4 at
Безразмерные величины т3 = 4at/r2 и x2=4at/y2 выражаются
'г __ т
в уравнениях (7.25) через безразмерные величины —---------- ь~. На
‘ max ~“ ‘ и
основании зависимостей (7.25) можно построить номограмму для определения коэффициентов &1 = Т3и/(4пе) И ^2 = Т2н/(64ле), которые содержатся в выражениях (7.23) и (7.24) (рис. 7.9).
Для определения длительности пребывания точки тела выше
Т Т
данной температуры необходимо вычислить значение — н—
* max * н
для интересующей точки тела, отложить его на горизонтальной оси номограммы, а затем по соответствующей кривой найти на вертикальной оси значения k или k2. Подставив указанные значения в выражения (7.23) или (7.24), находим численное значение ІЗЯ или /21|.
Рис. 7.9. Номограммы для определения kt и кч при однопроходной сварке |
-Ти |
: 0,018. |
а |
0,0083-80(1800- = 1255 с « 21 |
Пример 6. Определить длительность пребывания выше 1300 К точек околошовной зоны, лежащих у границы сплавления (Т w 1800 К) при электрошлаковой сварке плит 6 — = 800 мм, q— 130 000 Вт, V — = 0,3 м/ч = 0,0083 см/с, Т„ я: 3200 К- Теплофизические коэффициенты: /. = 0,40 Вт/(см-К), ср — 5 Дж/ /(см3-К). Так как зависимости (7.22)... (7.25) получены на основе использования теории быстродвижущегося источника теплоты, то определение продолжительности нагрева при электрошлаковой сварке будет ориентировочным. Используем схему линейного источника теплоты в пластине. Определяем безразмерный критерий Т-Т„ 1300—320 |
64ле Для определения продолжительности пребывания металла выше Т = = 1300 К используем формулу (7.24): <2н = 0,018 -^-гг X |
На рис. 7.9 находим . Т2н k 2 = |
0,4- 130 000 |
1800-320 |
320; мин. |
: 0,662. |
X |