150202 Обладнання та технологія зварювального виробництва
Курсова робота
Оптимізація режимів електродугового зварювання
Зміст
Введення
. Обгрунтування вибору розрахункової схеми температурного поля
. Розрахунок розподілу температур уздовж осі шва і на деякій відстані від неї
. Розрахунок термічного циклу для точки з координатою X, Y
. Розрахунок розподілу температур в період теплонасищенія для пластини
. Розрахунок розподілу максимальних температур в поперечному перерізі ЗТВ зварного з'єднання
. Розрахунок миттєвої швидкості охолодження металу шва при заданій температурі
. Розрахунок розмірів зварювальної ванни
Висновок
Список літератури
електродугової зварювання температура метал
Введення
У розрахунках теплових процесів при зварюванні широко використовують залежності, отримані шляхом схематизації і спрощення дійсних процесів розповсюдження теплоти.
Ці спрощення в основному зводяться до наступного:
) джерела теплоти вважають або зосередженими, або розподіленими за відповідним законом, який дозволяє відносно просто описати процес поширення теплоти;
) спрощують форму тіла;
) теплофізичні коефіцієнти приймають не залежними від температури. Це допущення значно спрощує математичні вирази.
Зазначені припущення дозволяють отримати струнку теорію розподілу температури в тілах при нагріванні їх різними рухомими джерелами теплоти.
1. Обгрунтування вибору розрахункової схеми температурного поля
задає повний проплавление за один прохід, тіло прогрівається рівномірно по всій товщині і температура по осі Z між обмежують поверхнями однакова. Наявність двох паралельних поверхонь, що обмежують поширення теплового потоку, з постійною температурою між ними є ознакою пластини raquo ;, товщина якої? =0,6 см. Отже, розрахунковою схемою тіла, що нагрівається буде пластина raquo ;. При повному проплавлению, тепло рівномірно виділяється з умовної лінії 0ґ і вільно поширюється в тілі по осях Xґ і yґ. Це означає, що джерело тепла лінійний raquo ;. Швидкість зварювання, тобто швидкість руху джерела тепла становить 0,1 см/сек. Тому за характером переміщення джерело тепла є рухомим з постійною швидкістю.
Рис. 1 Розрахункова схема процесу однопрохідної зварювання пластин встик: (m, n - зварювані зразки;? - Товщина зразків; XOY - нерухома система координат нерухомих точок; XOY - рухома система координат джерела тепла; l =? - Лінія виділення тепла (джерела тепла), товщина зварювальних деталей)
Повна формулювання умов розрахункової схеми має вигляд: ПЛІ - лінійний джерело постійної потужності, що рухається прямолінійно з постійною швидкістю в пластині .
2. Розрахунок розподілу температур уздовж осі шва і на деякій відстані від неї
Рівняння граничного стану процесу поширення тепла, віднесене до рухливої ??системи координат, має вигляд:
де qеф - ефективна теплова потужність дуги, Дж/сек;
?- Коефіцієнт теплопровідності, Дж/см С? ° С;
?- Товщина зварюваних листів, см; св - швидкість зварювання, см/сек; - координата досліджуваної точки, см;
а - коефіцієнт температуропровідності, см 2/сек;
- функція Бесселя.
де - коефіцієнт корисної дії.
еф=220 · 22 · 0,7=3080 Дж/сек
Введемо позначення:
Де
- відстань до розглянутої точки, см;
- коефіцієнт температуроотдачі, 1/cек.
Якщо U lt; 10, то значення функції Бесселя можна взяти з таблиці, якщо U gt; 10, то значення функції Бесселя можна приблизно обчислити за формулою:
(4)
Для зручності обчислень розподілу температури уздовж осі ОХ використовуємо табличну форму запису (табл. 1, 2, 3).
Таблиця 1
Розрахункові значення температур заданих точок при у1=0 см