Расчет мгновенных скоростей охлаждения в точках сварного соединения.
Поправочный коэффициент к погонной энергии (q/v )расч вводят для учета условий распространения теплоты в области, непосредственно прилегающей к месту введения теплоты, а поправочный коэффициент к толщине δ расч. в стыковом сварном соединении с односторонней V-образной разделкой (см. рис. 6.4, б) - для учета условий распростра-нения теплоты вдали от шва (приведенное выше числовое значение соответствует углу раскрытия кромок 60°). Методика расчета скоростей охлаждения в плоском слое изложена в практической работе №4, п.. 3.2.2. Вместо q/v и δ в формулы (6.8) и (6.9) при расчете подставляют значения (q/v )расч и δ расч указанные выше, Рис.6.5
В случае расчётной схемы точечного источника на поверхности плоского слоя для расчёта скорости охлаждения w(Т) в точках на оси шва в зависимости от температуры используем формул:
 |
(6.8)
где k – поправочный коэффициент, определяемый по номограмме (Рис. 6.6) в зависимости от значения критерия z (6.9).
(6.9)
|
|
|
Рисунок 6.6 Номограмма для определения поправочного
коэффициента k при расчётах w(Т) в плоском слое.
Обозначения символов в формулах (6.8) и (6.9) :
T н – начальная температура изделия или подогрева, К;
Т = Т А r 1 (температура наименьшей устойчивости аустенита), выбирается для основного металла из марочника сталей;
q = h U I – эффективная мощность источника, Вт;
где h - эффективный КПД дуги при сварке в СО2, доли единицы;
U – напряжение дуги, В;
I – сварочный ток, А.
v – скорость сварки, см/с;
q/v – погонная энергия сварки, Дж/с;
сρ – произведение коэффициента изобарной теплоёмкости на физическую плотность
материала, Дж/(см3∙К);
λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(см∙К);
δ – толщина листа, см;
Знак минус в выражении (6.8) указывает на охлаждение металла. Скорость охлаждения зависит от формы изделия, уменьшается при увеличении погонной энергии q / v и температуры подогрева Тн, а также при уменьшении толщины листа δ.
|
|
|
Т н позволяет в большей степени регулировать скорость охлаждения, чем погонная энергия q / v. Однако при сварке крупных деталей подогрев приходится ограничивать для соблюдения температурного режима работы персонала.
Влияние подогрева и погонной энергии на скорость охлаждения сильнее сказывается в пластинах, чем в массивных телах.
Сварка короткими участками, РДС (ручная дуговая). К многослойной сварке короткими участками применяют, когда стремятся продлить пребывание металла выше определенной температуры и не допустить его охлаждения ниже этой температуры. Выполнение коротких участков шва способами «каскад» и «горка», Рис.6.7, практи-куется обычно при ручной дуговой сварке штучными электродами.
Режим многослойной сварки включает помимо прочих три независимых параметра - погонную энергию q/v, которая определяет сечение слоя, длину завариваемого участка l, температуру подогрева T н, поэтому он более гибок, чем режим однопроходной сварки.
Рисунок 6.7 Заполнение разделки каскадным методом (а) и горкой (б):
1 – 6 – способы выполнения многослойных швов.
Условия сварки короткими участками выбирают такими, чтобы температура охлаждения каждого слоя к моменту наложения следующего слоя не падала ниже определенной температуры ТВ, в качестве которой, например, часто принимают температуру начала мартенситного превращения свариваемой стали.
|
|
|
Температура ТВ, до которой охлаждается первый слой, зависит, в частности, от длины завариваемого участка l, погонной энергии сварки q/v и температуры подогрева T н. Время сварки tc участка шва длиной l складывается из времени чистого горения дуги tг = (l / v)и перерывов tп
tc= tг+ tп (6.10)
3.2.2 Определения длины завариваемого участка l , за время сварки которого
температура в его начале не окажется ниже ТВ:
Используя схему быстродвижущегося линейного источника в пластине без теплоотдачи с поверхности (рис. 6.8), запишем без вывода формулу (6.11) для определения длины завариваемого участка l, за время сварки которого температура в его начале не окажется ниже ТВ:
Рисунок 5.8 Расчетная схема определения температуры остывания первого
слоя при сварке короткими участками (стрелками показаны тепловые потоки)
(6.11)
|
|
|
где k З - поправочный коэффициент, найденный экспериментально в зависимости от типа соединения;
k Г - коэффициент времени чистого горения дуги, принимаемый при ручной сварке штучными электродами равным 0,6 ... 0,8.
Для соединений встык k З = 1,5; для соединений внахлестку и втавр k З = 0,9; для крестового соединения k З = 0,8.
Обозначения символов в формуле (5.11) такие же, как в (6.8) и (6.9).
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 388; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!