С какой целью в состав покрытий стальных электродов вводят вещества, снижающие потенциал ионизации паров металла?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3
Квазистационарные температурные поля в
Нагреваемых телах при сварке
1. Теоретические сведения. Рассматривая распространение тепла в движущейся с источ-ником теплоты системе координат, в процессе нагрева любого тела можно выделить 3 периода:
1 период - теплонасыщение (температура в рассматриваемой точке
увеличивается);
2 период - предельное или установившееся состояние (температура в
рассматриваемой точке не изменяется с течением, времени);
3 период - выравнивание температуры после сварки.
В неподвижной, системе координат каждая точка тела вначале нагревается, а затем охлаждается. В подвижной системе координат в установившемся состоянии температура не зависит от времени, а зависит только от координат рассматриваемой точки. Такое температурное поле называется квазистационарным. Все аналитические решения приводятся для периода установившегося состояния. Дифференциалъные уравнения, описывающие распространение тепла в периоды теплонасыщения и выравнивания температуры, не интегрируются. Поэтому температуру в 1-м и 3-м периодах вычисляют, пользуясь безразмерными критериями, по номограммам
где Т(D t) - температура в периоды теплонасыщения, °С;
Туст- температура в установившемся состоянии, °С;
y(Dt) - коэффициент теплонасыщения, 0 £ y(Dt) £ 1.
при Dt = 0 y(Dt) = 0
|
|
|
при Dt = 1 y(Dt) = 1
Для определения коэффициента y(Dt) теплонасыщения используют его зависимость, от безразмерных критериев τиβ.
Для полубесконечного тела
 |  | ||||
 | |||||
Для пластины
где Vсв – скорость сварки, см/с;
а и b – коэффициенты температуропроводности и температуроотдачи. см2/с и 1/с;
R и r – пространственный или плоский радиусы-векторы изучаемой точки;
Dt – время, прошедшее с момента начала действия источника теплоты, с;
X, y, z – координаты изучаемой точки.
Определив значения τиβ по номограммам (рисунок 2.1), можно найти величину коэффициента теплонасыщения, а, следовательно, и температуру в период теплонасыщения.
 |
Рисунок 2.1 Номограммы для определения коэффициента теплонасыщения y
в зависимости от величины безразмерных критериев τиβ.
а) – полубесконечное тело; б) – пластина.
В период выравнивания температура рассчитывается по уравнению
 |
где tСВ – время сварки, с;
Расчет длительности периода теплонасыщения может использоваться в практических целях:
|
|
|
- для определения длины выводных планок, исключающих начальное уменьшение размеров шва и предотвращающих образование дефектов в шве;
- для определения расстояния по оси ОХ от места начала сварки до термопары, на котором происходит установление квазистационарного температурного состояния и экспериментальные замеры температуры будут соответствовать условиям сварки.
Расчет длительности периода выравнивания температуры также может использоваться в практических целях.
В ряде случаев при сварке используются неподвижные источники теплоты (контактная сварка, дуговая сварка электрозаклепками).
При малом времени нагрева для расчета температуры изделия можно использовать схему мгновенного источника теплоты. Это характерно для контактной сварки, особенно, конденсаторной, когда время действия источника теплоты измеряется тысячными долями секунды.
Мгновенный точечные источник теплоты на поверхности полубесконечного тела
где Q - количество тепла, введенное в изделие, Дж;
Ср - удельная объемная теплоемкость свариваемого материала, Дж/(см ·°С);
а - коэффициент температуропроводности, см /с;
|
|
|
t- время, прошедшее с момента действия источника теплоты, с;
R - расстояние от источника теплоты до рассматриваемой точки, см.
Мгновенный линейный источник теплоты в пластине
 |
где d - толщина пластины, см;
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 271; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!