Замеры деформаций при наплавке валика на кромку полосы

	№ замера	Положение дуги	Величина стрелки прогиба						Параметры режима сварки
			0		1		2	3	Iсв, А	Uд, В	vсв, м/ч
	1	150
	2	300
	3	450
	4	600
	5	Полное охлаждение							0	0	0

Рис 6.4. Деформации полосы в процессе сварки и после остывания

6.5.6. По показаниям индикаторов 1, 2 и 3 построить график деформаций полосы в процессе сварки и после полного остывания (рис. 6.4).

6.6. Расчёт общих деформаций полосы для различных параметров режима сварки. По аналогии с произведённым опытом, выполнить ещё два опыта на отдельных полосах металла той же марки и тех же размеров. Режимы сварки в опытах принять по указанию преподавателя.

Замеры общих деформаций полос после полного их остывания внести в сводную таблицу, выполненную по форме табл. 6.2.

6.7. Расчёт остаточных продольных сварочных напряжений в полосе при наплавке валика на её кромку.

6.7.1. По формуле (6.7) определить распределение максимальных температур в поперечном сечении полосы, °С

Тmax=0,058qп/δ y–0,463∙10^-3 qпy/δ^2,

(6.7)

где q_п– погонная энергия, Дж/см;

δ– толщина пластины, см;

y– расстояния от оси шва до точек, в которых определяется температура нагрева (задаются по табл. 5.3), см.

Таблица 6.2

Сравнение расчетных и опытных данных деформаций полос после охлаждения

Наименование деформаций полосы		№ полосы
		1	2	3
Укорочение полосы по нейтральной оси ∆l, мм	расчёт
	опыт
Максимальная остаточная стрелка прогиба полосы f, мм	расчёт
	опыт

6.7.2. Вычисляют относительные температурные удлинения полосы в различных точках поперечного сечения, мм

λ=11475∙10^-9 Тmax+5,3∙10^-9 Т^2max.

(6.8)

Результаты расчёта значений максимальных температур и соответствующих им температурных удлинений записать в табл. 6.3.

Таблица 6.3 – Максимальные температуры и относительные

температурные удлинения

У, см	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Тmax, °С
λ∙10^4

6.7.3. Определяют параметры прямой действительных относительных продольных деформаций

∆0=∆цт+ch/2;

∆h=∆цт-ch/2.

(6.9)

6.7.4. Рассчитывают относительные продольные деформации, соответствующие пределу текучести заданной марки стали, мм

εт=σт/Е,

(6.10)

где σ_т– предел текучести при растяжении металла, МПа;

Е – модуль упругости металла, МПа.

6.7.5. По формуле (6.8) вычислить относительные температурные удлинения полосы в характерных точках λ₀ при Т_max=600 °С и λ_т при Т_max=500 °С.

6.7.6. Определить на кривой λ положение точки А, соответствующей ширине зоны упруго-пластических деформаций периода нагрева, где температурные напряжения сжатия достигают значений, превышающих предел текучести сжатия (см. рис. 6.5).

Рис. 6.5. Графики относительных температурных и действительных продольных деформаций полосы:

а) в период сварки, б) после полного остывания полосы

Считая что у стали марки Вст3сп достигается при нагреве зоны до 100 °С, справедливы следующие уравнения:

0,463·10^-3 qпy^2100+100δ^2y100-0,058qп·δ=0;	(6.11)
ay^2100+by100–c=0,	(6.12)

откуда можно определить значение y₁₀₀:

.

(6.13)

6.7.7. По расчётным данным (λ, ε_т, ∆₀, ∆_h) построить график относительных продольных температурных действительных деформаций при нагреве полосы дугой и при её охлаждении (рис. 6.5).

Кривую недопущеных тепловых деформаций А', б', г', о' строят пользуясь переносом соответствующих характерных точек с кривой λ периода нагрева (см. рис. 6.5, б).

6.7.8. По значениям относительных продольных деформаций (рис. 6.5) найти остаточные продольные сварочные напряжения и построить по ним соответствующую эпюру (рис. 6.6):

δ=εу·Е,

(6.14)

где ε_у– относительные упругие деформации волокон в период остывания – определяют по формулеε_у=∆·λ'.

Значения ∆·и λ' принять по графику (рис. 6.5).

Рис. 6.6. Эпюра продольных сварочных напряжений после полного

остывания полосы