Расчет тепловых процессов при ручной дуговой наплавке валика на поверхность массивного изделия из Перлитной стали

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Иркутский государственный  технический университет

 

Кафедра машиностроительных технологий и материалов

 

                                                                        

     Допускаю к защите

                                                                                     Руководитель: Гречнева М.В.

 

 

Расчет тепловых процессов при  ручной дуговой наплавке валика на поверхность массивного изделия из Перлитной стали

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

“Теория сварочных процессов”

 

  1. 001. 00. 00 ПЗ

 

 

 

 

 

 Выполнил студент группы СП-09-1____________ Ву Ван Гюи. 

 

 

    Нормоконтролер  _____________      _____________ Гречнева М.В.

 

 

 

                                             Курсовой проект защищен

                                             с оценкой ______________

 

 

 

Иркутск 2012

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

По курсу    Теория сварочных процессов

 

Студенту    Ву Ван  Гюи 

             (фамилия, инициалы)

Тема:        Тепловые режимы электродуговой сварки сталей

 

Исходные данные:

Вариант I-2

 

Вид сварки

наплавка валика на поверхность  массивного изделия из перлитной  стали

I(А)

U(B)

V( м/ч)

РДС

160

25

7,2


 

Тип металла

Тпл(0С)

Т1(0С)

Т2(0С)

Т3(0С)

Т’m(0С)

Т’’m(0С)

Сталь перлитная

1500

1100

800

550

1500

1000


 

v=7,2 м/ч=0,2 см/с ; cρ=5дж/(см3.с) ; λ=0,4 Вт/(см. 0С) ; а=0,08 см2/с

 

Рекомендуемая литература:

  1. В. Н. Матханов, М. В. Гречнева Тепловые режимы электродуговой сварки  сталей: Учеб. Пособие.- Иркутск: ИПИ, 1992.-92 с.
  2. Теория сварочных процессов : Учебник для вузов ;

 Под ред.  В.М. Неровного.  – М.: Из-во МГТУ  им. Н. Э. Баумана, 2007.- 752 с.:ил.

 

Дата выдачи задания               «__» сентября  2012г.

Дата представления работы       «__»    декабря 2012г.

 

 

Руководитель курсовой работы _______________ Гречнева М.В.

 

Содержание


       

 

Введение 4

1. Построение кривых распределения температур поперек шва для различных моментов времени 5

1.1 Уравнение  распределения  процесса  тепла 5

1.2 Кривая максимальных температур 5

1.3 Определение ширины зоны  перегрева 11

2. Изотермы температурного поля 13

3. Термический цикл 20

3.1 Определение скорости охлаждения 23

Заключение 27

Список литературы 28

 

 

 

 

 

Введение

 

Цель курсовой работы – курсовая работа является дополнительнм этапом обучения студентов по дисциплинам, связанным с изучением процесса распределения тепла при  электродуговой сварке сталей.

В данной курсовой работе  необходимо построить кривые распределения  максимальных температур. Построить  термические циклы точек с  заданными максимальными температурами. Построить кривые распределения  температур на поверхности  изделия. А также научиться находить мгновенную скорость охлаждения точки как графическим  так и аналитическим путем  и научиться определять время  перегрева точки выше заданной температуры


 

 

  1. Построение кривых распределения температур поперек шва для различныхмоментов времени

1.1 Уравнение  распределения  процесса  тепла

 

Уравнение процесса распределения  тепла быстродвижущегося мощного  источника.

   (1)

q- эффективная тепловая мощность дуги. (Вт)

v- скорость сварки (см/с)

a- температуропроводность (см2/с)

t- время от начала сварки (с)

r- расстояния от оси шва (см)

 

  (2)


η эффективный КПД для РДС 

 

 

1.2 Кривая максимальных температур

Построим кривую распределения максимальных температур которая строится по формуле:

   (3)

Используя  данное уравнение, найдем значения «y» при температурах T=1700 0C, Tпл , T1, T2,  T3 , T=300 0C, принимаем  T0=20 0C:

 

T=300 0C  

T=550 0C  

T=800 0C  

T=1100 0C  

T=1500 0C  

T=1700 0C  


 


 

Зависимость между r(см) и T(0C)

 


    таблица 1

 

 

 

r

T

-3,00

103,20

-2,90

109,04

-2,80

115,51

-2,70

122,72

-2,60

130,77

-2,50

139,81

-2,40

150,00

-2,30

161,55

-2,20

174,71

-2,10

189,80

-2,00

207,20

-1,90

227,42

-1,80

251,11

-1,70

279,10

-1,60

312,50

-1,50

352,80

-1,40

402,04

-1,30

463,08

-1,20

540,00

-1,10

638,84

-1,00

768,80

-0,90

944,44

-0,80

1190,00

-0,70

1548,16

-0,60

2100,00

-0,50

3015,20

-0,40

4700,00

-0,30

8340,00

-0,20

18740,00

-0,10

74900,00

0,00

  

0,10

74900,00

0,20

18740,00

0,30

8340,00

0,40

4700,00

0,50

3015,20

0,60

2100,00

0,70

1548,16

0,80

1190,00

0,90

944,44

1,00

768,80

1,10

638,84

1,20

540,00

1,30

463,08

1,40

402,04

1,50

352,80

1,60

312,50

1,70

279,10

1,80

251,11

1,90

227,42

2,00

207,20

2,10

189,80

2,20

174,71

2,30

161,55

2,40

150,00

2,50

139,81

2,60

130,77

2,70

122,72

2,80

115,51

2,90

109,04

3,00

103,20


 

 

 

 

Кривые распределения  температур поперек шва


 

 

Зависимость между r(см) и T(0C) при некоторых значениях времени

 

таблица 2

 

t

3,00

4,00

5,00

7,00

r

T

-3,00

20,18

21,41

24,59

36,37

-2,9

20,33

22,23

26,64

41,30

-2,80

20,60

23,48

29,49

47,48

-2,7

21,07

25,35

33,38

55,12

-2,60

21,86

28,10

38,63

64,50

-2,5

23,16

32,06

45,63

75,88

-2,40

25,26

37,69

54,81

89,54

-2,3

28,59

45,54

66,69

105,78

-2,20

33,72

56,30

81,86

124,86

-2,1

41,48

70,79

100,93

147,05

-2,00

52,92

89,96

124,57

172,57

-1,9

69,41

114,88

153,43

201,59

-1,80

92,65

146,69

188,15

234,20

-1,7

124,61

186,53

229,26

270,43

-1,60

167,52

235,50

277,19

310,18

-1,5

223,75

294,56

332,18

353,25

-1,40

295,61

364,37

394,21

399,31

-1,3

385,12

445,24

463,00

447,90

-1,20

493,74

536,96

537,92

498,42

-1,1

621,99

638,72

617,99

550,16

-1,00

769,18

749,03

701,86

602,27

-0,9

933,15

865,69

787,84

653,81

-0,80

1110,06

985,81

873,91

703,78

-0,7

1294,41

1105,89

957,84

751,14

-0,60

1479,21

1221,97

1037,22

794,83

-0,5

1656,37

1329,84

1109,61

833,83

-0,40

1817,20

1425,25

1172,66

867,19

-0,3

1953,14

1504,24

1224,21

894,08

-0,20

2056,50

1563,37

1262,43

913,81

-0,1

2121,14

1599,96

1285,95

925,87

0,00

2143,14

1612,36

1293,89

929,92

0,1

2121,14

1599,96

1285,95

925,87

0,20

2056,50

1563,37

1262,43

913,81

0,3

1953,14

1504,24

1224,21

894,08

0,40

1817,20

1425,25

1172,66

867,19

0,5

1656,37

1329,84

1109,61

833,83

0,60

1479,21

1221,97

1037,22

794,83

0,7

1294,41

1105,89

957,84

751,14

0,80

1110,06

985,81

873,91

703,78

0,9

933,15

865,69

787,84

653,81

1,00

769,18

749,03

701,86

602,27

1,1

621,99

638,72

617,99

550,16

1,20

493,74

536,96

537,92

498,42

1,3

385,12

445,24

463,00

447,90

1,40

295,61

364,37

394,21

399,31

1,5

223,75

294,56

332,18

353,25

1,60

167,52

235,50

277,19

310,18

1,7

124,61

186,53

229,26

270,43

1,80

92,65

146,69

188,15

234,20

1,9

69,41

114,88

153,43

201,59

2,00

52,92

89,96

124,57

172,57

2,1

41,48

70,79

100,93

147,05

2,20

33,72

56,30

81,86

124,86

2,3

28,59

45,54

66,69

105,78

2,40

25,26

37,69

54,81

89,54

2,5

23,16

32,06

45,63

75,88

2,60

21,86

28,10

38,63

64,50

2,7

21,07

25,35

33,38

55,12

2,80

20,60

23,48

29,49

47,48

2,9

20,33

22,23

26,64

41,30

3,00

20,18

21,41

24,59

36,37


 

 


 

1.3 Определение  ширины зоны  перегрева

На сечении проведем температурные  линии Т’m=1500 0C и Т’’m=1000 0C и определим графически ширину получившейся зоны:

Δrгр=r2-r1

Где r1= 0,706 см ; r2= 0,882 см


Δrгр=0,882-0,706=0,176 см

Найдем зону перегрева  аналитически, для этого найдем растояние  удаления от оси шва температурной линии Т’m=1500 0C и Т’’m=1000 0C. Разность этих значений опишет зону перегрева.

 

r1= 0,706 см ; r2= 0,882 см

 

 

Следовательно

Δrан=0,874-0,711=0,163 см

Разница полученных значений.

 

Допустимо

 

 

 

 

Зона термическоговлияния (Т’m=1500 0C и Т’’m=1000 0C)


При изучении кинематики фазовых  превращений при сварке перлитных  сталей можно использовать диаграмму  состояния железо-углерод.

В зоне нашего термического влияния в промежутке 1000-15000C можно выделить два основных участка

      1. Ненолного расплавления
      2. Перегрева

Участок неполного  расплавления:  представляет собой очень узкую область(0,1-0,4 мм) основного металла, негреваемого до частичного оплавления зерен. По  этому участку проходит граница сплавления. Он характеризуется значительным ростом зерен, скоплением примесей и имеет пониженную прочность пластичность. На этом участке равивается химическая неоднородность, особенно значимая в случае разницы в композициях основного и присадочного металлов.

Участок перегрева : находится максимальных температур нагрева термического цикл, соответствующих температуре интенсивного роста зерна аустенита (нижняя граница )-температуре плавления основного металла (верхняя граница). При сварке металл этого учаска претерпевает перегрев, выражающийсся в росте аустенитного зерна, формировании неблагоприятной структуры и, как следствие, снижение механических свойствб особенно пластичности и сопротивления хрупкому разрушению в большей степени, чем на других учасках.

 

При выборе тепловых режимов  сварки перлитных сталей предже всего  необходимо стремится к предотвращению чрезмерной закалки металла в  околошовной зоне. Это обычно достигается  путем применения подогрева и повышенных значений погонной энергии дуги, то есть путем уменьшения скорости охлаждения.


Рисунок 1-Схемы зоны термического влияния

  1. Изотермы температурного поля

Изотермы на поверхности  изделия строятся на координатной плокости  X-Y, в точке 0 находится источник, перемещающийся по оси X .

По данным значениям Tпл , T1, T2 следует определить время при r =0 по формуле:

 

И определяем точки изотермы на оси X

 

 


При  T =Tпл=15000C

 

 с

x = -0,2.4.30=-0,86  см

 

При  T =T1=11000C

 

 с

x = -0,2.4.30=-1,18  см

 

При  T =T2=8000C

 

 с

x = -0,2.4.30=-1,63  см

 

Tпл

T1

T2

15000C

11000C

8000C

t

      
 

-0,86

-1,18

-1,63


 

Промежуточные значения координат  следует оределять на графике  кривой распределения температур поперек  шва. Проведем  тем пературные линий  Tпл , T1, T2, найдем их пересечения с соответствующими кравыми. Проекции этих точек пересечения на ось абсцисс дадут значения координаты «Y».

Координаты оси  x будут равны   по рисунку найдем коордитаты вспомогательных точек и запишем их в таблицу.

Другой способ для нахождения дополнительных точек:

Из уравнения

 

 

 

 

→

 

→   

 

→   


Задаваем значения t и

y=r  и –r

x=-v.t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость между времени t (с) и расстояние (см)

 

Таблица 3

 

 

 

 

При Т=15000C

 

t

y

y

X

 

0

0

0

0,02

0,185406

-0,1854

-0,004

0,05

0,26698

-0,267

-0,01

0,1

0,346952

-0,347

-0,02

0,2

0,443159

-0,4432

-0,04

0,3

0,505628

-0,5056

-0,06

0,4

0,551413

-0,5514

-0,08

0,5

0,586828

-0,5868

-0,1

0,6

0,615008

-0,615

-0,12

0,7

0,637765

-0,6378

-0,14

0,8

0,656252

-0,6563

-0,16

0,9

0,671252

-0,6713

-0,18

1

0,683321

-0,6833

-0,2

1,1

0,692872

-0,6929

-0,22

1,2

0,700215

-0,7002

-0,24

1,3

0,705594

-0,7056

-0,26

1,4

0,709196

-0,7092

-0,28

1,5

0,711174

-0,7112

-0,3

1,6

0,711648

-0,7116

-0,32

1,7

0,710715

-0,7107

-0,34

1,8

0,708452

-0,7085

-0,36

1,9

0,704922

-0,7049

-0,38

2

0,700172

-0,7002

-0,4

2,1

0,694238

-0,6942

-0,42

2,2

0,687144

-0,6871

-0,44

2,3

0,678905

-0,6789

-0,46

2,4

0,669527

-0,6695

-0,48

2,5

0,659004

-0,659

-0,5

2,6

0,647322

-0,6473

-0,52

2,7

0,634457

-0,6345

-0,54

2,8

0,62037

-0,6204

-0,56

2,9

0,605011

-0,605

-0,58

3

0,588316

-0,5883

-0,6

3,1

0,570197

-0,5702

-0,62

3,2

0,550547

-0,5505

-0,64

3,3

0,529225

-0,5292

-0,66

3,4

0,50605

-0,506

-0,68

3,5

0,480783

-0,4808

-0,7

3,6

0,453105

-0,4531

-0,72

3,7

0,422571

-0,4226

-0,74

3,8

0,388541

-0,3885

-0,76

3,9

0,350027

-0,35

-0,78

4

0,305375

-0,3054

-0,8

4,1

0,251373

-0,2514

-0,82

4,2

0,179841

-0,1798

-0,84

4,23

0,151458

-0,1515

-0,846

4,24

0,140676

-0,1407

-0,848

4,25

0,128968

-0,129

-0,85

4,26

0,116052

-0,1161

-0,852

4,27

0,101469

-0,1015

-0,854

4,28

0,084359

-0,0844

-0,856

4,29

0,062684

-0,0627

-0,858

4,3

0

0

-0,86


 

Продолжение таблицы 3


При  Т=11000C

 

 

t

y

y

X

 

0

0

0

0,02

0,190767

-0,19077

-0,004

0,05

0,27626

-0,27626

-0,01

0,1

0,36119

-0,36119

-0,02

0,2

0,465354

-0,46535

-0,04

0,3

0,534703

-0,5347

-0,06

0,4

0,586845

-0,58684

-0,08

0,5

0,628315

-0,62832

-0,1

0,6

0,662367

-0,66237

-0,12

0,7

0,690885

-0,69089

-0,14

0,8

0,715072

-0,71507

-0,16

0,9

0,735746

-0,73575

-0,18

1

0,753494

-0,75349

-0,2

1,1

0,768752

-0,76875

-0,22

1,2

0,781852

-0,78185

-0,24

1,3

0,793055

-0,79305

-0,26

1,4

0,802568

-0,80257

-0,28

1,5

0,81056

-0,81056

-0,3

1,6

0,817168

-0,81717

-0,32

1,7

0,822508

-0,82251

-0,34

1,8

0,826675

-0,82667

-0,36

1,9

0,82975

-0,82975

-0,38

2

0,831801

-0,8318

-0,4

2,1

0,832887

-0,83289

-0,42

2,2

0,833057

-0,83306

-0,44

2,3

0,832353

-0,83235

-0,46

2,4

0,830812

-0,83081

-0,48

2,5

0,828463

-0,82846

-0,5

2,6

0,825333

-0,82533

-0,52

2,7

0,821441

-0,82144

-0,54

2,8

0,816805

-0,81681

-0,56

2,9

0,811439

-0,81144

-0,58

3

0,805353

-0,80535

-0,6

3,1

0,798552

-0,79855

-0,62

3,2

0,791041

-0,79104

-0,64

3,3

0,782818

-0,78282

-0,66

3,4

0,773883

-0,77388

-0,68

3,5

0,764227

-0,76423

-0,7

3,6

0,753842

-0,75384

-0,72

3,7

0,742713

-0,74271

-0,74

3,8

0,730823

-0,73082

-0,76

3,9

0,718151

-0,71815

-0,78

4

0,704668

-0,70467

-0,8

4,1

0,690344

-0,69034

-0,82

4,2

0,675138

-0,67514

-0,84

4,3

0,659004

-0,659

-0,86

4,4

0,641885

-0,64189

-0,88

4,5

0,623714

-0,62371

-0,9

4,6

0,60441

-0,60441

-0,92

4,7

0,583873

-0,58387

-0,94

4,8

0,561982

-0,56198

-0,96

4,9

0,538583

-0,53858

-0,98

5

0,513486

-0,51349

-1

5,1

0,486439

-0,48644

-1,02

5,2

0,457111

-0,45711

-1,04

5,3

0,425045

-0,42505

-1,06

5,4

0,389579

-0,38958

-1,08

5,5

0,349697

-0,3497

-1,1

5,6

0,303681

-0,30368

-1,12

5,7

0,248164

-0,24816

-1,14

5,8

0,174318

-0,17432

-1,16

5,81

0,165034

-0,16503

-1,162

5,82

0,155178

-0,15518

-1,164

5,83

0,144634

-0,14463

-1,166

5,84

0,133237

-0,13324

-1,168

5,85

0,120747

-0,12075

-1,17

5,86

0,10678

-0,10678

-1,172

5,87

0,090657

-0,09066

-1,174

5,88

0,070922

-0,07092

-1,176

5,89

0,042846

-0,04285

-1,178

5,9

0

0

-1,18


 

Продолжение таблиы 3


При  Т=8000C

t

y

y

X

 

0

0

0

0,02

0,19615

-0,19615

-0,004

0,05

0,285528

-0,28553

-0,01

0,1

0,375329

-0,37533

-0,02

0,2

0,487218

-0,48722

-0,04

0,3

0,563159

-0,56316

-0,06

0,4

0,621322

-0,62132

-0,08

0,5

0,668467

-0,66847

-0,1

0,6

0,707963

-0,70796

-0,12

0,7

0,741766

-0,74177

-0,14

0,8

0,771126

-0,77113

-0,16

0,9

0,796896

-0,7969

-0,18

1

0,819688

-0,81969

-0,2

1,1

0,839957

-0,83996

-0,22

1,2

0,858053

-0,85805

-0,24

1,3

0,874249

-0,87425

-0,26

1,4

0,888766

-0,88877

-0,28

1,5

0,901782

-0,90178

-0,3

1,6

0,913444

-0,91344

-0,32

1,7

0,923877

-0,92388

-0,34

1,8

0,933185

-0,93319

-0,36

1,9

0,941457

-0,94146

-0,38

2

0,948769

-0,94877

-0,4

2,1

0,955188

-0,95519

-0,42

2,2

0,960771

-0,96077

-0,44

2,3

0,965569

-0,96557

-0,46

2,4

0,969625

-0,96963

-0,48

2,5

0,97298

-0,97298

-0,5

2,6

0,975667

-0,97567

-0,52

2,7

0,977717

-0,97772

-0,54

2,8

0,979158

-0,97916

-0,56

2,9

0,980013

-0,98001

-0,58

3

0,980305

-0,98031

-0,6

3,1

0,980053

-0,98005

-0,62

3,2

0,979274

-0,97927

-0,64

3,3

0,977983

-0,97798

-0,66

3,4

0,976194

-0,97619

-0,68

3,5

0,973918

-0,97392

-0,7

3,6

0,971166

-0,97117

-0,72

3,7

0,967948

-0,96795

-0,74

3,8

0,96427

-0,96427

-0,76

3,9

0,960139

-0,96014

-0,78

4

0,955562

-0,95556

-0,8

4,1

0,950541

-0,95054

-0,82

4,2

0,945082

-0,94508

-0,84

4,3

0,939184

-0,93918

-0,86

4,4

0,932851

-0,93285

-0,88

4,5

0,926082

-0,92608

-0,9

4,6

0,918876

-0,91888

-0,92

4,7

0,911232

-0,91123

-0,94

4,8

0,903146

-0,90315

-0,96

4,9

0,894614

-0,89461

-0,98

5

0,885632

-0,88563

-1

5,1

0,876192

-0,87619

-1,02

5,2

0,866287

-0,86629

-1,04

5,3

0,855909

-0,85591

-1,06

5,4

0,845046

-0,84505

-1,08

5,5

0,833686

-0,83369

-1,1

5,6

0,821815

-0,82181

-1,12

5,7

0,809417

-0,80942

-1,14

5,8

0,796474

-0,79647

-1,16

5,9

0,782965

-0,78296

-1,18

6

0,768866

-0,76887

-1,2

6,1

0,75415

-0,75415

-1,22

6,2

0,738786

-0,73879

-1,24

6,3

0,722739

-0,72274

-1,26

6,4

0,705967

-0,70597

-1,28

6,5

0,688425

-0,68842

-1,3

6,6

0,670056

-0,67006

-1,32

6,7

0,650797

-0,6508

-1,34

6,8

0,630571

-0,63057

-1,36

6,9

0,609289

-0,60929

-1,38

7

0,586841

-0,58684

-1,4

7,1

0,563094

-0,56309

-1,42

7,2

0,537881

-0,53788

-1,44

7,3

0,510993

-0,51099

-1,46

7,4

0,482154

-0,48215

-1,48

7,5

0,450997

-0,451

-1,5

7,6

0,417011

-0,41701

-1,52

7,7

0,379443

-0,37944

-1,54

7,8

0,337105

-0,3371

-1,56

7,9

0,28791

-0,28791

-1,58

8

0,227464

-0,22746

-1,6

8,01

0,22046

-0,22046

-1,602

8,16

0

0

-1,632


  1. Термический цикл

Построить термические циклы  точек с максимальными температурами  Tпл , T1, T2. Для термического цикла с Tm= Tпл графическими и аналитическими путями определить : -скорость охлаждения Wохл при температуре T3; -объяснить, как влияет скорость охлождения при сварке на свойства металла в зонах сварного соединения и каким образом можно реглировать её величину ; -длительность tн нагрева выше температуры T2.

Для построения будем использовать следующие формулы:

Из уравнения максимальных температур определяем координаты расстояния, на которое отстоит от оси шва точка, нагретая до максимальных температур.


 И для каждой точки найдем время максимального значения температуры по формуле:

 

 

Для Т= 15000С 

 

Для Т= 11000С 

 

Для Т= 8000С 

 

 

 

 

T

r

T

Tпл

1500

0,711

1,58

T1

1100

0,833

2,17

T2

800

0,98

3,00


 

Из уравнения :

 

 

Следовательно   


Составить таблицу значений зависимость между времени и  расстоянием

Таблица 4

 

r

t

0,71

0,83

0,98

0,00

20,00

20,00

20,00

0,10

20,01

20,00

20,00

0,30

129,18

35,50

20,96

0,50

559,29

187,18

51,58

0,70

970,75

431,87

145,24

0,90

1241,54

657,29

272,47

1,10

1395,55

827,76

398,68

1,30

1471,98

945,41

507,46

1,50

1499,92

1021,60

594,67

1,70

1498,21

1067,46

661,58

1,90

1478,64

1091,76

711,22

2,10

1448,57

1100,94

746,88

2,30

1412,60

1099,58

771,45

2,50

1373,62

1090,96

787,37

2,70

1333,47

1077,37

796,58

2,90

1293,28

1060,47

800,61

3,10

1253,78

1041,41

800,65

3,30

1215,39

1021,02

797,63

3,50

1178,36

999,90

792,29

3,70

1142,84

978,48

785,19

3,90

1108,86

957,05

776,77

4,10

1076,43

935,82

767,38

4,30

1045,52

914,96

757,29

4,50

1016,09

894,55

746,70

4,70

988,07

874,67

735,80

4,90

961,39

855,35

724,71

5,10

935,99

836,63

713,53

5,30

911,80

818,51

702,33

5,50

888,74

801,00

691,20

5,70

866,76

784,09

680,16

5,90

845,78

767,76

669,26

6,10

825,76

752,00

658,53

6,30

806,62

736,80

647,99

6,50

788,33

722,14

637,65

6,70

770,83

707,99

627,53

6,90

754,07

694,34

617,62

7,10

738,01

681,17

607,95

7,30

722,61

668,45

598,50

7,50

707,84

656,17

589,27

7,70

693,65

644,32

580,28

7,90

680,02

632,86

571,51

8,10

666,91

621,79

562,96

8,30

654,30

611,09

554,62

8,50

642,15

600,74

546,50

8,70

630,46

590,72

538,59

8,90

619,18

581,03

530,88

9,10

608,30

571,64

523,37

9,30

597,81

562,55

516,05

9,50

587,67

553,74

508,91

9,70

577,88

545,20

501,96

9,90

568,41

536,91

495,18

10,10

559,25

528,88

488,58

10,30

550,39

521,08

482,14

10,50

541,81

513,51

475,86

10,70

533,50

506,16

469,73

10,90

525,45

499,01

463,75

11,10

517,64

492,07

457,93

11,30

510,07

485,32

452,24

11,50

502,72

478,75

446,69

11,70

495,58

472,37

441,27

11,90

488,65

466,15

435,98

12,10

481,92

460,10

430,81

12,30

475,38

454,20

425,76

12,50

469,01

448,46

420,83

12,70

462,82

442,87

416,01

12,90

456,80

437,41

411,30

13,10

450,94

432,10

406,70

13,30

445,23

426,91

402,20

13,50

439,67

421,85

397,80

13,70

434,25

416,91

393,49

13,90

428,96

412,09

389,28

14,10

423,81

407,39

385,16

14,30

418,79

402,79

381,12

14,50

413,89

398,30

377,17

14,70

409,11

393,91

373,31

14,90

404,44

389,63

369,52

15,10

399,88

385,43

365,81

15,30

395,43

381,33

362,18

15,50

391,08

377,32

358,62

15,70

386,83

373,40

355,13

15,90

382,67

369,56

351,71

16,10

378,61

365,80

348,36

16,30

374,64

362,12

345,07

16,50

370,75

358,52

341,85

16,70

366,95

355,00

338,69

16,90

363,23

351,54

335,59

17,10

359,59

348,15

332,54

17,30

356,02

344,84

329,56

17,50

352,53

341,58

326,63

17,70

349,10

338,39

323,75

17,90

345,75

335,27

320,93

18,10

342,47

332,20

318,15

18,30

339,25

329,19

315,43

18,50

336,09

326,24

312,75

18,70

333,00

323,35

310,13

18,90

329,96

320,51

307,54

19,10

326,98

317,72

305,01

19,30

324,06

314,98

302,51

19,50

321,20

312,29

300,06

19,70

318,39

309,65

297,65

19,90

315,63

307,05

295,28

20,10

312,92

304,50

292,95

20,30

310,25

302,00

290,66

20,50

307,64

299,54

288,41

20,70

305,07

297,12

286,19

20,90

302,55

294,75

284,01

21,10

300,08

292,41

281,86

21,30

297,64

290,11

279,75

21,50

295,25

287,85

277,67

21,70

292,90

285,63

275,62

21,90

290,58

283,44

273,61

22,10

288,31

281,29

271,63

22,30

286,07

279,18

269,67

22,50

283,88

277,10

267,75

22,70

281,71

275,05

265,85

22,90

279,59

273,03

263,99

23,10

277,49

271,05

262,15

23,30

275,43

269,09

260,34

23,50

273,40

267,17

258,56

23,70

271,41

265,27

256,80

23,90

269,44

263,41

255,07

24,10

267,51

261,57

253,36

24,30

265,60

259,76

251,67

24,50

263,73

257,97

250,01

24,70

261,88

256,21

248,38

24,90

260,06

254,48

246,77

25,10

258,27

252,78

245,17

25,30

256,50

251,09

243,61

25,50

254,76

249,43

242,06

25,70

253,05

247,80

240,53

25,90

251,36

246,19

239,03

26,10

249,69

244,60

237,54

26,30

248,05

243,03

236,08

26,50

246,43

241,49

234,63

26,70

244,84

239,96

233,20

26,90

243,27

238,46

231,79

27,10

241,71

236,97

230,40

27,30

240,18

235,51

229,03

27,50

238,67

234,07

227,68

27,70

237,19

232,64

226,34

27,90

235,72

231,24

225,02

28,10

234,27

229,85

223,72

28,30

232,84

228,48

222,43

28,50

231,43

227,13

221,16

28,70

230,04

225,79

219,90

28,90

228,66

224,48

218,66

29,10

227,31

223,18

217,44

29,30

225,97

221,89

216,23

29,50

224,65

220,62

215,04

29,70

223,34

219,37

213,85

29,90

222,05

218,13

212,69

30,10

220,78

216,91

211,54

30,30

219,52

215,71

210,40

30,50

218,28

214,51

209,27

30,70

217,06

213,34

208,16

30,90

215,85

212,17

207,06

31,10

214,65

211,02

205,97

31,30

213,47

209,89

204,90

31,50

212,31

208,76

203,84

31,70

211,15

207,65

202,79

31,90

210,01

206,56

201,75

32,10

208,89

205,47

200,72

32,30

207,78

204,40

199,71

32,50

206,68

203,34

198,70

32,70

205,59

202,30

197,71

32,90

204,52

201,26

196,73

33,10

203,45

200,24

195,76

33,30

202,40

199,23

194,80

33,50

201,37

198,22

193,85

33,70

200,34

197,23

192,91

33,90

199,33

196,26

191,98

34,10

198,32

195,29

191,06

34,30

197,33

194,33

190,15

34,50

196,35

193,38

189,25

34,70

195,38

192,45

188,35

34,90

194,42

191,52

187,47

35,10

193,47

190,60

186,60

35,30

192,53

189,70

185,74

35,50

191,60

188,80

184,88

35,70

190,69

187,91

184,04

35,90

189,78

187,03

183,20

36,10

188,88

186,16

182,37

36,30

187,99

185,30

181,55

36,50

187,11

184,45

180,74

36,70

186,24

183,60

179,93

36,90

185,37

182,77

179,13

37,10

184,52

181,94

178,35

37,30

183,68

181,13

177,57

37,50

182,84

180,32

176,79

37,70

182,01

179,51

176,03

37,90

181,19

178,72

175,27

38,10

180,38

177,93

174,52

38,30

179,58

177,16

173,77

38,50

178,78

176,39

173,04

38,70

178,00

175,62

172,31

38,90

177,22

174,87

171,59

39,10

176,45

174,12

170,87

39,30

175,68

173,38

170,16

39,50

174,92

172,64

169,46

39,70

174,17

171,92

168,76

39,90

173,43

171,20

168,07

40,10

172,70

170,48

167,39


 

3.1 Определение скорости охлаждения


Для графического определения скорости Wохл на графике термическихциклов проведем линию температуры T3. В точке пересечения этой линии с графиком Tпл  проводим касательную, отложив влево и в право равные отрезки времени, от концов этих отрезков проводим перпендикуляры до пересечения с кривой, затем вычисляем скорость охлождения:

  0C/с

Для аналитического определения  мгновенной скорости  охлаждения используем формулу:

 

0C/с

Сравним данные полученные по графику и аналитически:

< 10% , допустимо

 

Определим время нагрева  tн выше линии Т2 на графике. Опустим на ось времени перпендикуляры из точек пересечения термического цикла с Т2 получим значения

Для аналитического определения  времени нагрева  выше линии Т2 воспользуемся формулой, которая для наплавки валика на массивные изделия имеет вид:

 


Где зависит от θ  и

 

=0,527

 

По таблице 11 ст.62 [1]

 

 

Следовательно

 

Сравним данные полученные по графику и аналитическим путем:

< 10% , допустимо

Заключение

 

           В данной работе  рассмотрены  вопросы регулировки термических циклов сварки путем применения расчетных методов. Освоена методика изучения  кинетики  изменеий структуры и свойств сталей при сварке.

Работа позволяет  оценить   работоспособность  сварных соединений по результатам изучения структуры и свойств сталей во всех зонах сварных соединений.

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

  1. В. Н. Матханов, М. В. Гречнева Тепловые режимы электродуговой сварки  сталей: Учеб. Пособие.- Иркутск: ИПИ, 1992.-92 с.
  2. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов ; Под ред.  В.М. Неровного.  – М.: Из-во МГТУ  им. Н. Э. Баумана, 2007.- 752 с.:ил.
  3. Программы для построения графиков: Microsoft office Excel  2007

 

 

 

   

 

 

 


 

 

 


Расчет тепловых процессов при ручной дуговой наплавке валика на поверхность массивного изделия из Перлитной стали