СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Расчет проплавления основного металла
Геометрические размеры сварочной ванны и валика шва характеризуются следующими параметрами (рис. 2.10): L — длина ванны; В — ширина ванны, Я — глубина проплавлення, А — величина усиления шва, Fnp — площадь проплавлення, F„ — площадь наплавки. Форму зоны проплавлення оценивают относительной глубиной проплавлення Н/В или коэффициентом формы провара х¥пР = В/Н, а также коэффициентом полноты
р
проплавлення Рпр = „"Р-. Величина цПр изменяется в пределах
ПО
0,6—0,8. Максимальные Н/В при дуговой сварке достигают значений порядка 3 (сварка под флюсом). Очертания зоны наплавки характеризуют коэффициентом формы валика Чгв =
р
— В/А и коэффициентом полноты валика ив = —
Ао
Тепловую эффективность процесса проплавления оценивают термическим ті; или полным тепловым т]пр к. п. д. процесса проплавления основного металла:
Ц^прРЗпл.
(2.35)
|
(2.36) |
|
^пр |
_ Г-^прРдпл
и/
где Япл — теплосодержание единицы веса расплавленного металла, включающее скрытую теплоту плавления.
|
Рис. 2.10 Форма сварочной ваины |
При расплавлении металла массивного тела точечным источником теплоты термический К. П. Д. Т)( выше у мощных дуг, перемещающихся с большой скоростью, н может достигать предельного значения 0,368.
В случае мощного быстродвижущегося линейного источника теплоты в пластине предельное значение тр достигает 0,484.
|
(2.37) |
При сварке швов, образуемых преимущественно наплавленным металлом, тепловую эффективность процесса характеризуют полным тепловым к. п. д. процесса наплавки: vF нР^пл
^Іиап — •
VI
Используя формулы (2.35) — (2.37) и задаваясь значениями т)*, Т)пр, Т)иап, МОЖНО раССЧИТЫВЭТЬ величины Firp и Fv.
Производительность процесса сварки gc оценивают суммой веса проплавленного в единицу времени основного металла g„p и наплавленного присадочного металла gHап:
8пр = РГ^пр! £нап = Р^я - (2.38)
Производительность наплавки gHan зависит от производительности расплавления электродной проволоки gp:
8иап = 8р 0 ^п)> (2.39)
где kn — коэффициент п. отери металла электрода и ванны (при сварке открытой дугой йп = 0,05-^0,2; при сварке под флюсом йп = 0,01-^0,02).
Удельная производительность наплавки характеризуется коэффициентом наплавки
|
г/(А-с). |
|
(2.40) |
£нап
Размеры сварочной ванны. Теоретически очертание ванны расплавленного металла соответствует очертанию изотермической поверхности температуры плавления Тпл. Однако известные расчетные схемы не учитывают распределенности источника нагрела, скрытой теплоты плавления, переменности значений теплофизических констант и др. Вследствие этого расчет позволяет оценить размеры ванны приближенно.
Длина вайны при наплавке валика на массивное тело
|
-V |
|
L = |
|
|
|
(2.43) |
|
Рнс. 2.11. Схема нагрева массивного тела нормально» круговым источником теплоты |
|
2лХТ пл Экспериментально получены поправочные коэффициенты для более точного определения размеров ванны. Для однопроходной сварки длина и ширина сварочной ванны определяются соотношениями 0,0503 —. І - ; (2.42) |
|
m XcpvbT |
|
В случае электродуговой сварки стали СтЗ коэффициенты /л = 0,0007 q/v; п= =0,00049 q/v — 0,2. Зависимости (2.42) и (2.43) можно использовать для расчетов при электро - шлаковой сварке. В этом случае m = 1,2, /1 = 0,95. Глубина проплавления при электрошлаковой сварке |
|
В = 0,242 ■ |
|
vcp6T„ |
|
2 пл |
|
1 |
/
|
(2.44) |
Я пр = 0,242
п vcpbT пл 2
где / — сварочный зазор (рис. 2.14).
