Исследование параметров высоко нагретой области металла при ручной и механизированной наплавке валика на толстый лист

Федеральное государственное образовательное учреждение 
Высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра сварки судовых конструкций

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тепловые основы сварки

«Исследование параметров высоко нагретой области металла при ручной и механизированной наплавке валика на толстый лист»

	Выполнила студентка 3 курса группы 1370 Каскив К.О. Преподаватель: Карпов В.М.

 

Санкт-Петербург

2013

Оглавление

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.. 3

РДС. 4

1.1 Определение расстояния до изотермы.. 4

1.2 Распределение тепла впереди источника. 4

1.3 Определение ординаты изотермы для. 4

1.4 Определение ординаты  изотермы для . 6

Автоматическая сварка под флюсом.. 8

2.1 Определение расстояния до изотермы.. 8

2.2 Распределение тепла впереди источника нагрева. 8

2.3 Определение ординаты изотермы для . 8

2.4 Определение ординаты  изотермы для . 9

Вывод. 11

Литература. 12

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование параметров высоко нагретой области металла при ручной и механизированной наплавке валика на толстый лист.

Расчеты температурных полей и термических циклов (ТЦ) при электродуговой сварке позволяют находить в конкретных случаях рациональные технологические решения изготовления различных сварных конструкций и обычно преследуют следующие цели:

·                   Получение полной информации о температурном поле и ТЦ исследуемых точек;

·                   Оценка максимальных температур, до которых в процессе сварки нагревались исследуемые точки;

·                   Установление мгновенной скорости охлаждения исследуемых точек при некоторой температуре;

·                   Определение времени выдержки исследуемых точек при температуре выше критической.

Вариант 5

Таблица 1

Режим сварки
Материал	T ис.,℃	Т пл., ℃	РДС	Аф
Титановый сплав	1500	1670	I, А	U, В	V, см/с	η	I, А	U, В	V, см/с	η
250	23	0,3	0,7	500	38	1,12	0,8
Эффективная мощность дуги q, Дж
4025	15200
Погонная энергия qп, Дж∙с/см
13416,67	13571,43

	Таблица 2

 

РДС – ручная дуговая сварка

Аф – автоматическая сварка под флюсом

РДС
1.1 Определение расстояния до изотермы
	а) исследуемой температуры позади источника:
	б) температуры плавления позади источника:
1.2 Распределение тепла впереди источника Таблица 3   0,502 630 0,446 950 0,401 1301 0,382 1500 0,380 1517 0,370 1637 0,367 1670 0,360 1768 0,350 1910

1.3 Определение ординаты изотермы для

	Таблица 4

 

0,810	629
0,701	951
0,623	1298
0,588	1500
0,562	1670
0,500	2192
0,450	2756

1.4 Определение ординаты  изотермы для 0

	Исследуемая температура  при РДС. Таблица 5 . Таблица 6 Таблица 4

0,38	0,01	0,38
0,20	0,43	0,48
0	0,59	0,59
-0,50	0,76	0,91
-1,00	0,79	1,28
-1,50	0,73	1,67
-2,00	0,56	2,08
-2,50	0,10	2,50
-2,50	-0,10	2,50
-2,00	-0,56	2,08
-1,50	-0,73	1,67
-1,00	-0,79	1,28
-0,50	-0,76	0,91
0	-0,59	0,59
0,20	-0,43	0,48
0,38	-0,01	0,38

	Температура плавления   при РДС. Таблица 6 Таблица 4

 

0,37	0,01	0,38
0,18	0,43	0,46
0	0,56	0,56
-0,50	0,73	0,88
-1,00	0,74	1,24
-1,50	0,64	1,63
-2,00	0,41	2,04
-2,25	0,07	2,25
-2,25	-0,07	2,25
-2,00	-0,41	2,04
-1,50	-0,64	1,63
-1,00	-0,74	1,24
-0,50	-0,73	0,88
0	-0,56	0,56
0,18	-0,43	0,46
0,38	-0,01	0,37

Автоматическая сварка под флюсом 2.1 Определение расстояния до изотермы

	а) исследуемой температуры позади источника:
	б) температуры плавления позади источника:

2.2 Распределение тепла впереди источника нагрева

	Таблица 7

0,30	187
0,26	452
0,24	708
0,22	1118
0,21	1500
0,20	1670
0,19	2251
0,17	3639

2.3 Определение ординаты изотермы для

	Таблица 8

 

0,50	282
0,40	889
0,38	1125
0,36	1500
0,35	1670
0,32	2325
0,30	2982

2.4 Определение ординаты  изотермы для 0

	Исследуемая температура  при Аф. Таблица 9

 

0,21	0,01	0,21
0,10	0,26	0,28
0	0,36	0,36
-1,50	0,77	1,69
-3,00	0,86	3,12
-4,50	0,85	4,58
-6,00	0,77	6,05
-7,50	0,62	7,53
-9,00	0,32	9,01
-9,49	0,02	9,49
-9,49	-0,02	9,49
-9,00	-0,32	9,01
-7,50	-0,62	7,53
-6,00	-0,77	6,05
-4,50	-0,85	4,58
-3,00	-0,86	3,12
-1,50	-0,77	1,69
0	-0,36	0,36
0,10	-0,26	0,28
0,21	-0,01	0,21

	Температура плавления   при Аф. Таблица 10 .Таблица 10

 

0,20	0,01	0,20
0,10	0,25	0,27
0	0,35	0,35
-1,40	0,74	1,58
-2,80	0,82	2,92
-3,20	0,82	3,30
-4,80	0,77	4,86
-6,40	0,63	6,43
-7,20	0,51	7,22
-8,50	0,07	8,50
-8,50	-0,07	8,50
-7,20	-0,51	7,22
-6,40	-0,63	6,43
-4,80	-0,77	4,86
-3,20	-0,83	3,30
-2,80	-0,82	2,92
-1,40	-0,74	1,58
0	-0,35	0,35
0,10	-0,25	0,27
0,20	-0,01	0,20

Вывод:

Процесс распространения теплоты в металле зависит от ряда факторов: эффективной тепловой мощности дуги, характера ее перемещения, размера и формы свариваемого изделия, теплофизических свойств материала. Изменение этих факторов определенным образом влияет на нагрев изделия, что можно оценить по изменению формы изотерм температурного поля.

С увеличением мощности дуги области металла, нагретые до определенных температур, увеличиваются. Увеличение скорости перемещения дуги приводит к уменьшению таких областей, а соответствующие изотермы сужаются в направлении, перпендикулярном оси шва,  сгущаются впереди дуги и вытягиваются позади нее.

Литература:

1.      Рыкалин Н. Н. . Тепловые процессы при сварке, их теория и инженерные расчеты. Ленинград, 1958 год.

2.      Андреев С. Б., Головченко В. С., Горбач В. Д., Руссо В. Л. .Основы сварки судовых конструкций. Санкт-Петербург «Судостроение», 2006 год.