ТЕОРИЯ сварочных процессов

Расчет ширины зоны нагрева

При оценке влияния термического цикла на свариваемый ме­талл бывает необходимо определить ширину 21 зоны, приращение температуры в которой превышало заданное АТ (рис. 7.5). Для это­го обычно используют формулы, полученные из выражений для расчета максимальных температур, так как ширина зоны нагрева равна ширине соответствующей изотермы. Полагая г = / в выраже­нии (7.3), после несложных преобразований для схемы быстро-

движущегося точечного источника теплоты на поверхности мас­сивного тела получаем ширину зоны нагрева:

Расчет ширины зоны нагрева

Рис. 7.5. Схема для определения ширины 21 зоны, приращение температуры в которой превы­шало заданное А Г

21 =

(7.27)

Расчет ширины зоны нагрева

21 =

ср{т-тиу

Для схемы быстродвижущего - ся линейного источника теплоты в пластине преобразуем формулу (7.4). Полагая у = I и пренебрегая теплоотдачей с поверхности (пола­гая Ъ = 0), получаем выражение для расчета ширины зоны нагрева:

| 8 qlv

тсеср(Т - Тн)

(7.28)

Пример 7.5. На поверхность массивного тела наплавляют валик. Опреде­лить ширину зоны, нагревающейся выше температуры Т = 900 К, при ко­торой углеродистая сталь в значительной степени теряет упругие свойства. Эффективная мощность источника q = 6 кВт; скорость сварки v = 9 м/ч = = 0,25 см/с; начальная температура изделия Г„ = 20 °С (293 К). Теплофизи­ческие коэффициенты: X = 0,39 Вт/(см • К); ср = 4,9 Дж/(см3 • К).

Решение. Полагаем источник теплоты быстро движущимся и используем выражение (7.27) для схемы массивного тела. Сначала определяем по­гонную энергию: qlv = 6000/0,25 = 24 кДж/см, а затем ширину зоны на­грева

^ і 8*/» 8-24000

21= т - = ---------------------------------------------------- - = 2,75 см.

кеср(Т-Т^) у 3,14-2,72-4,9-(900-293)

Таким образом, ширина зоны, нагревающейся выше 900 К, составля­ет 2,75 см.

Пример 7.6. Листы из низколегированной закаленной стали толщиной 6 = 8 мм сваривают встык за один проход дуговой сваркой при токе I = = 300 А; напряжении дуги U = 34 В; скорости v = 18 м/ч = 0,5 см/с; эф­фективном КПД дуги г| = 0,8. Определить ширину зоны отпуска, которая
находится между изотермами 870 и 1050 К. Теплоемкость стали ср = = 5 Дж/(см3 • К). Начальная температура изделия Тн = 270 К.

Решение. Сначала находим эффективную мощность дуги и погонную энергию сварки:

q = л UI= 0,8 ■ 34 • 300 = 8160 Вт; q/v = 8160/0,5 = 16320 Дж/см.

Считая источник быстродвижущимся в пластине и используя выра­жение (7.28), определяем ширину зоны нагрева выше 1050 К:

IZ.JL

У'** - -2.52см.

ср(Т-Тн) 5,0(1050-270)

Аналогично определяем ширину зоны нагрева выше 870 К:

IX Л.

2/870 = У-^^°4^1632У 3,28см. 870 ср(Т-ТИ) 5,0(870-270)

Находим ширину зоны отпуска с одной стороны шва:

Д = (2/870 “ 2/ю5о)/2 - (3,28 - 2,52)/2 = 0,38 см.

Следовательно, ширина зоны отпуска с каждой стороны шва состав­ляет 3,8 мм.

ТЕОРИЯ сварочных процессов

Граничные условия

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Дифференциальное уравнение теплопроводности

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.