Материалы и их поведение при сварке
Расчет режимов аргонодуговой сварки листов. Определение ширины зоны, нагретой выше заданной температуры с использованием схемы мощного быстродвижущегося источника теплоты. Вычисление мгновенной скорости охлаждения металла при заданной температуре.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.12.2014 |
| Размер файла | 750,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Расчет режимов аргонодуговой сварки листов
аргонодуговая сварка теплота металл
41345112
Исходные данные:
Материал - Алюминий;
Толщина - 2 мм;
Скорость сварки:
1) 10 м/ч
2) 20 м/ч
3) 30 м/ч
Тип сварного соединения - стыковое.
Для сварки в защитных газах предусмотрен ГОСТ 14771-76, исходя из которого принимается одностороннее стыковое соединение С4 (рисунок 1), геометрические характеристики соединения для сварки неплавящимся электродом в инертном газе с присадочной проволокой представлены в таблице 1.
Рисунок 1 - Стыковое соединение С4 по ГОСТ 14771-76
Таблица 1 - Геометрические характеристики соединения С4
Теплофизические свойства материала:
Температура плавления - ;
Плотность - ;
Удельная теплоемкость - ;
Коэффициент теплопроводности - ;
Коэффициент температуропроводности - ;
Скрытая теплота плавления - ;
Эффективный КПД дуги при сварке на постоянном токе обратной полярности примем - ([1], стр. 117);
Термический КПД дуги - , зависит от безразмерного коэффициента :
(1.1)
Ориентировочные режимы для сварки примем из справочника ([1], стр. 135):
1) ;
2) ;
3) .
Теперь найдем коэффициент для каждого случая:
1)
2)
3)
По номограмме, представленной на рисунке 2, определим для каждого случая ([3], стр. 148):
Рисунок 2 - Номограмма для определения термического КПД при сварке тонких листов встык
Для каждого случая получим:
;
;
.
Расчет параметров режима дуговой сварки обычно проводят исходя из размеров сварочной ванны или сечения шва. Одним из основных энергетических элементов режима дуговой сварки является сварочный ток.
Сварочный ток найдем по формуле:
, (1.2)
где - скорость сварки, см/с;
- площадь проплавления, см2;
- теплосодержание металла в сварочной ванне, Дж/г;
- напряжение на дуге:
([1], стр. 135).
Площадь проплавления:
, (1.3)
где - толщина листа, см.
Теплосодержание расплавленного металла в сварочной ванне определяем из соотношения ([2], стр. 22):
, (1.4)
где - удельная теплоемкость, Дж/г;
- температура плавления металла, ;
- начальная температура, ;
- температура перегрева металла в сварочной ванне, :
;
- скрытая теплота плавления, Дж/г,
При скорости сварки значение тока будет равно:
При скорости сварки :
При скорости сварки :
2. Определение ширины зоны, нагретой выше заданной температуры с использованием схемы мощного быстродвижущегося источника теплоты
1) ;
2) ;
3) .
1 способ
Для мощного быстродвижущегося линейного источника теплоты в пластине ширина зоны термического влияния определяется по формуле ([3], стр. 257):
, (2.1)
где - ширина зоны, нагретая выше заданной температуры, см;
- заданная температура, ;
- начальная температура изделия, ;
- эффективная мощность:
(2.2)
Расчет произведем для скорости .
Тогда для температуры по формуле (2.1), получим:
Для температуры имеем:
Для температуры имеем:
2 способ
На рисунке 3 ([4], стр. 209) представлена номограмма для определения ширины зоны нагрева при сварке пластины линейным источником в случае (без теплоотдачи).
Рисунок 3 - Номограмма для определения ширины зоны нагрева движущимся источником тепла
Найдем значение выражения, представленного на оси ординат для всех случаев:
;
;
.
Значениям этих выражений на номограмме соответствуют значения равные соответственно:
;
;
.
Учитывая, что ширина зоны нагрева равна получаем:
Результаты рассмотренных способов отличаются.
3. Определение максимальной температуры, которая достигается на расстоянии L=y от оси шва
1) ;
2) ;
3) .
Для решения поставленной задачи используем данные предыдущего пункта.
Используем схему быстродвижущегося линейного источника теплоты в пластине без теплоотдачи ([3], стр. 248):
, (3.1)
Начальную температуру листов принимаем равной комнатной температуре ().
Используя формулу (3.1) найдем максимальную температуру для :
Для имеем:
Для имеем:
4. Определение мгновенной скорости охлаждения металла при заданной температуре
1) ;
2)
Мгновенная скорость охлаждения рассчитывается по формуле ([4], стр. 213):
(4.1)
(4.2)
Знак «минус» в уравнениях показывает, что происходит остывание металла.
5. Определение температуры подогрева, обеспечивающей снижение скорости охлаждения
1) в 1,2 раза;
2) в 2 раза.
Скорости охлаждения, полученный в предыдущем пункте:
;
.
1) Если снизить скорость в 1,5 раза, то получим:
;
.
Используя формулы (4.1) и (4.2) найдем температру предварительного подогрева:
;
.
2) Если снизить скорость в 3 раза, то получим:
;
.
Используя формулы (4.1) и (4.2) найдем температру предварительного подогрева:
;
6. Расчет длительности нагрева выше температуры T точек околошовной зоны, лежащих на границе проплавления ()
1) ;
2) .
Длительность нагрева выше заданной температуры найдем по формуле ([3], стр. 256):
где ,- коэффициенты находимые по номограмме (рисунок 4) с помощью безразмерных величин:
Рисунок 4 - Номограмма для определения коэффициентов и в зависимости от значений
Список литературы
1. А.М. Китаев, «Справочная книга сварщика». М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.
2. В.Н. Тефанов, Лабораторный практикум по дисциплине «Теория сварочных процессов»/УГАТУ, Уфа, 2008. - 28 с.
3. В.М. Неровный, «Теория сварочных процессов». М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 752 с.
4. В.В. Фролов, «Теория сварочных процессов». М.: Высш. шк., 1988. - 559 с.
5. В.А. Фролов, В.В. Пешков, «Технологические основы сварки и пайки в авиастроении». М.: Интермет Инжиниринг, 2002. - 456 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Режимы аргонодуговой сварки листов. Определение ширины зоны, нагретой выше заданной температуры с использованием схемы мощного быстродвижущегося источника теплоты. Мгновенная скорость охлаждения металла, расчет температуры подогрева для ее снижения.
реферат [711,0 K], добавлен 02.02.2014Расчет режимов аргонодуговой сварки неплавящимся электродом алюминия при заданных разделке кромок, толщины свариваемых пластин и скорости сварки. Распространение тепла в пластинах, необходимый подогрев при определенной скорости охлаждения металла.
контрольная работа [486,0 K], добавлен 17.01.2014Методы тепловых расчетов при автоматической сварке под слоем флюса. Характеристика основного металла. Обоснование и выбор условной расчетной схемы процесса. Построение изохрон и изотерм температурного поля. Расчет мгновенной скорости охлаждения.
курсовая работа [501,7 K], добавлен 16.04.2011Обоснование выбора расчетной схемы температурного поля при использовании электродуговой сварки. Расчет распределения температур вдоль оси шва и на некотором удалении от нее. Расчет мгновенной скорости охлаждения металла шва и размеров сварочной ванны.
курсовая работа [282,3 K], добавлен 13.12.2014Система легирования свариваемого металла, его состав и класс. Характеристика способа сварки и выбор режимов. Описание металлургических процессов, обеспечивающих получение качественных соединений. Процесс нагрева, плавления и охлаждения основного металла.
курсовая работа [694,2 K], добавлен 01.09.2010Основные способы и свойства сварки чугуна. Общие сведения о свариваемости и технологические рекомендации. Структурные превращения в зоне термического влияния при сварке чугуна. Влияние скорости охлаждения на структуру металла шва и околошовной зоны.
контрольная работа [509,2 K], добавлен 22.11.2011Тепловые основы сварки и ее физическое обоснование. Выбор и обоснование расчетной схемы, определение термических циклов кривых. Вычисление при помощи расчетных формул и из соответствующих графиков длины сварочной ванны, ширины шва и зоны нагрева.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 03.12.2009История и основные этапы развития сварки в защитных газах, ее сущность и принципы реализации. Характеристика защитных газов, применяемых при сварке. Оценка преимуществ и недостатков, область применения и преимущества аргонодуговой и ручной сварки.
реферат [26,9 K], добавлен 17.01.2010Процесс лазерно-дуговой сварки с использованием дуги, горящей на плавящемся электроде. Экспериментальное исследование изменения металла при сварке и микроструктуры сварных швов. Сравнительная оценка экономической выгоды различных процессов сварки.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 16.06.2011Конструктивные особенности сварного соединения и условия выполнения сварки. Свойства изделия и сварочных материалов. Оценка скорости охлаждения. Расчет термического цикла для двух точек, состава металла шва по смешению и с учетом коэффициентов перехода.
курсовая работа [464,7 K], добавлен 10.07.2015Автоматизация процесса сварки. Анализ условий автоматизаций и возмущающих воздействий при сварке. Характеристики объектов регулирования при разных способах сварки. Системы ориентации электрода по стыку при аргонодуговой сварке криволинейных поверхностей.
курсовая работа [594,0 K], добавлен 28.04.2015Расчет склонности стали 40х к трещинообразованию. Выбор сварочных материалов и способа сварки. Расчет химического состава металла шва. Расчет основных параметров режима сварки. Определение склонности металла околошовной зоны к образованию трещин.
контрольная работа [66,7 K], добавлен 31.03.2016Расчет температурного поля во время сварочных процессов. Определение температуры в начале, середине и конце сварного шва. Период выравнивания температуры. Быстродвижущиеся источники теплоты. Результаты вычислений температуры предельного состояния.
курсовая работа [99,4 K], добавлен 05.09.2014Общая характеристика видов сварки металла: электрошлаковая, высокочастотная, ультразвуковая. Знакомство с основными особенностями ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Анализ схемы выполнения прихваток. Рассмотрение форм сварочной ванны.
презентация [10,2 M], добавлен 31.01.2015Влияние режима сварки и теплофизических свойств металла на температурное поле при сварке. Параметры термического цикла сварки, расчет максимальных температур. Мгновенный нормально круговой источник на поверхности полубесконечного тела или плоского слоя.
контрольная работа [92,1 K], добавлен 25.03.2016Подготовка металла (деталей) к сварке, выбор и обоснование режимов и техники. Последовательность и обоснование сварки швов, термическая обработка детали. Контроль качества методом геометрических измерений. Охрана труда при выполнении сварочных работ.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 17.04.2010Правило фаз (закон Гиббса) в термодинамике, его применение для построения кривых охлаждения железоуглеродистых сплавов и анализа превращений. Определение структурных составляющих углеродистых сталей в равновесном состоянии (после полного отжига).
реферат [2,2 M], добавлен 28.06.2012Основы теории и технологии контактной точечной сварки. Процессы, протекающие при контактной точечной сварке: деформирования свариваемых деталей; формирования механических и электрических контактов, электрической проводимости зоны сварки; нагрева металла.
учебное пособие [8,4 M], добавлен 21.03.2008Методика расчета ручной дуговой сварки при стыковом соединении стали 3ВС3пс. Определение химического состава и свойств данного металла, времени горения дуги и скорости сварки. Выбор светофильтра для сварочного тока и соответствующего трансформатора.
реферат [27,1 K], добавлен 04.06.2009Схема процесса контактной стыковой сварки. Циклограммы работы машины. Схема системы охлаждения. Общий вид машины МСМУ-150. Краткая характеристика действия пневматической системы. Расчет параметров режима шовной сварки. Определение скорости оплавления.
практическая работа [1,1 M], добавлен 20.12.2015
