тепловые процессы при сварке

	В	. /~т	%	, (Ю)	Ш
		=	,
		%б'°Р'вЛ Ти
где е - основание натурального логарифма (е = 2,72).						^
Определение глубины проплавления производим по формуле (рис.5)
		0,484-Чи		''"'I'-'''
			,	(II)	£63
	Н = ---------
где В - йлфина ава, м.
ЕВая ширину шва В и глубину рроплавления Н,				определим	шювдажь яро-
плавления по формуле
	ynp = H’B’»V		•	<12>	173
гдр рпр -		коэффициент полноты проплавления		* 0,62-0,67).
Полученные значения ?пр по формулам(8) и (12) необходимо сравнить.-
Усиление шва А (рис.4 ) определять из фэрмулы
		Рк		(13)		£83
		В’£*в
где ?к -		площадь наплавленного металла, м2;
В	-	ширина шва, м;
рв -		коэффициент полноты валика. ‘
Для правильно сформировааных швов pfl г>0,67-0,75.
2 .7 .	Расчет ?еипературн лагрева электредвей ррдаолоки,щюходящим током
и сварочной дугой

При механизированной дуговой сварка зррбвока нагревается проходящим током и теплом электрической душ . ДЙЫа иагреваемой части остается поо-

тоянной и равной имаму электрода Ь,	,
2 .7 .1 . Нагрей электродной проволок* |у ||м	.

: Расчет нагрева электродной провод^У бваи яроводш о использованием

номогреиш (рис.6) £43. На вомограииу
И * p-»0*6e(UP*t0>,	С?4)

12

■гф р - коэффициент, 1/ °С; ш0 - начальная скорость нагрева, °С/с;

60 - начальный коэффициент тетературоотдачи для стертая, 1/°С; tQ начальная температуру электродаой проволоки,°С.

Значения величин р, ы0 и вс приведена в табл.7.

Таблица? Значения коэффициентов, используемых при расчете температуры

нагрева электродаой проволоки

Род тока	Р, 1/°С	ш0, сС/с	ео, 1/°С
Постоянный	4,17-Ю "3	3 ,1 -10"2» /	1,17-10**
			а
Переменный	3,33-Ю "3	З.у.Т О ^Л 8	1 ,4»«г®
			а
Обозначенное на номограмме а означает время нагрева			любого сечения
проволоки:

I

CI5)

"под '

где 1 - расстояние от торца электрода, ко рассматриваемой точки, м; vn&) ~ скорость иодечи электродной й^оволоки. м/с.

	РасЧет нагрева		в такой воследси
	ветальйости.
	X. Определяем вдкяЧовА тй ф Ш
		* « #	(16)
	W	T *

2 . Зная диаметр электродной провожай к даюйиоть тока, вычисляема^

QSj'it а^ртабл.?). , k

3. Дйййвяяям я ш> формуле (14), иоаыв&уй табл.7.

4.: тУшЙпи велрвшой г в пределах шлете электрода L и находит т во

13

i f U t,b		to la s ts '*
		too
	Рис.6. Ионогргиаш д » расчета процесса
		нагрева ток^ддектродэ из
		низкоуглеродистой стальной проволоки
6. Вннисяяем	* *0	>*

%

7* По ноиограмма (рис.6) на оси орда*а* находим полученное значение я«'£| а на оси абсцисс * значение ^ ' Г’

Ч4*

Шгфяос. значений приводим перпендикуляра до их пересечения. Из т^ши пе­ ресечения проводин линию, параллельную едина»»* наклонной, до пересече­ ния еь оси ординат P<tt .

х4

8. Зная значение p-tT и р, получил искомую температуру нагрева элект­ родной проволоки проходящим током t_.

2.7.2. Нагрев электродаой проволоки теплом электрической душ

' Нагрев электродной проволоки электрической дугой осуществляется на участке длиной 0,05-0*01 м о# торца электрода.

Температура нагрева определяется по уравнению

ипо0’х
*;х) *"<** “ V м**4~ — ><	« 7>	l9J

где гт - температура подогрева электродной проволоки током, °С; tK - температура капель, °С(ГЙ = 2500 °С);

х - расстояние от торца электрода до рассматриваемой точки, м (X = 0-0,01 м).

3, ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАДАНИЯ

Листы ю низкоуглеродистой стали толщиной 0,016 м сваривают встык за

. один проход. '

3.1. Выбор способа и параметров режима дуговой сварки

Для листов из низкоуглеродистой стал^ толщиной 0,016 м выбираем меха­ низированную дуговую сварку под слоем плавленного флюса Ш .

Параметры режима сварки:			f ,
Л * = 950 А (постоянный, обратной поляНМНйЖ), VQ = 30 В,
Hjjg * 5,5»1-0	м /с,	** 0.006 » ,		м /с,	в 0,08 м.
3.2. Построение изохрон
По формуле	(2) определяем q^, прини»			Вдуговой сварки под
слоем флюса, равным 0,8.
Пц “ Igg’U^'l1ц * ЭЬО*30«0,8 = 22800.
По формуле	(3) находим

г-а		2*33,5		8,375.Ю"4 1/е.
°Р*‘5	5.106 .0,016
йссчшгаваем t(y0,i)			по формуле (J ),		задавшись первоначальнши знача*
JrQ * 0,003 м й			*	1 с.	о
		Чц			*о	‘ И	,
*<0.003;1)	*	"		/ .....-	4*a*t
		i»gg»<J'Cp*r4
		22800
		5,5.10~3 *0,016*5*1C^*y5i.3,H.8*t0'6					t
		0.0032		- 8,375*10"4*t		3904 °e
	*e
				*1
		4*8.10

Аналогичные расчеты проводам для Хрупа значений yQ и ч. расчета свода в табл.8.

Таблица 8 Распределяв» температуры в зависимости от у0 и т

Температура.

ррстояюю, и

•	0,003 0.005 О.00Р			*	,0,046
		Г '1г> ' а*.
1	Й04	тт.	1117	227	пто-ю "24
2	316»	т >	1696	764	6,«M 0~H
8	271»	Щ		1060	2,06» Ю"6
4	2400,	ЦП	1766	1179	3,46*10“4
6	а х в	« H i	t«№	1246	0,06
8	«66»	т	1434	1196	1,2
16	1253	xml	(168	1049	24,0
26	1801	981	962	893	80
ак	828	Ю6	799	762	132

ка рис.7. представлены зашеиьюстн температуры от ц0 я ч -изо~ронн. Максимальное температуры при разных значениях уа опредедяем по

ффбрю Н ).

16

Аналогично!юсслятк зам: 1^ . для датах						значений у0. Результаты расче­
те приведены в табл.9.
							Таблща 9
		Максимальные температуры в				зависимости от yQ
V «	0,003	0,005	0,007	0,010	10,012		0,015	0,020	0,030 0,045
	4178	2508	1754	1308 1 Ф 2			922	750	260	42

Распределение максимальной температуры на рис.7 показано пунктирной линией.

3.3, Построение изотерм температурного поля предельного состодаия

приведем построение изотермы температурного поляпредельного состоя­ ния для t =1 too °С.Звачения yQ от пересечения прдаюй. соответствующей

*.■ 1100 °С, с иэохроной равны 6,92*10^; ©,65*10*®; :©,ei*l<f^j'l.0»se*

♦О"'3; П ,07*10*®;		10,81 *Ю~3;		©.А??*!©*® и»
Полученные при этом значения а и хт представлены в табл.Ю.
	Значения х^ и т в зависимости от %-						Таблица ю
						1100 °С
Т, С	1	2	3	4	6	6	9	164
- **. "	0,0055 0,0110 0,0166			о.лиг	0 ,0 »	0,0330 0,049 0,0880

Звачения ац. вшоыюш по формула

*т - - б.био-3 **.

Ш значениям у0 и х%построена иэояйрма температурного пот дадельногс состояния для t » 1100 °С (рис.8?

Значения yQ для построения геомечрй^аюго места точек с максималь­ ными температурами нпислены по формуле (6> я даведени в табл. II.

Значения yQ в зависимости от i
1, с	1	2	3	4: ..	6
Уо,10~Й, м	4	5,65	6,92	8	9,79
			....■*~г-

Рис.8. Изотерма теш»рвтуртаг& ЯВДЯ

3.4. Расчет термического цикла

•Подставляя в формулу (I) заданные температуры. Результаты расчета представ* рис.э. Расчет на ЭВМприводится в прило«а>вг|;'

'

'

-

19

Таблица II

9 1 16 25 36

12 I 16

20

24

«©стояния

1 , получи* искомые *13, а графики - на.

I

				Таблща 12
	Температура в зависимости от gQ * а
Время. с		Твшюрагура, °0
	-	Растоптав, м
	0,000	0,005	0,010	0.015 )		0,020 \1
t	516,3	2366	227	■'	4 ...	0,01
2	3664	2468	. 764		108	7,0
3	2984	2294	1050		285	46
■4	2584	2118	1*79		444	113
6	2109	1842	1246		650	261
9	1722	1573	1195		765	409
16	1292	1214	1049		821	533
35	КВЗ	98)	893		764	614
36	861	816	762	.	690	500
Время	настушюдц маеерилмищ тетв р ту р рассатш аем по фврму>
лв (6) я	вго знаадавя сводим в табл.13.
				Твблщв '13
	М ввсяшыкж ерам %в ввипаосш от у0					.........г ..
	0	0,005	0,010	0.015
»«• »						0,020
\с г * 9	0	1.66	6.35	14,0		35

Максимальнее,температура шкаэанм на рис.9 пунктирндаи литрам.

а л . щ т я т ш гн, г„р

Определяем площадь нвшивлеивого металла во формуле (?)

в5 ,6 .t(^ .9 6 0 .(t-» ,W 6 )

f^ m —

— . --------------

пм^.ш . 119,98« 10-6 м2 .

Б,5.Ю“3 .?,8Л0?

20

Рис.9. Зависимость температуря от времеЯХ Д*я разных значений(термичвскм0 д ай н)

	Площадь проплавдений о<жшс№жШШф	ш рю ж Ш
	22800*0.464	о-8 л
	яр
	voe'p,hn p 6,6-fO -**v,8-io^ i340ff-

3.6. Определение L, В, Н

Длину сварочной ванны определяем по

4	(22800)
4.u-Q .ece-(tf-cp-t^)2 4.3.H .8.10		-e .e J« fo '3(0,016.5*l06*)46d)a

0,069 м.