ому стані (Ш (?)=1). Зростання цього коефіцієнта в часі характеризує процес насичення даної точки тіла теплом.
Величина коефіцієнта Ш (t) залежить не тільки від часу, але і від відстані розглянутої точки від джерела тепла Ш=f (R, t).
Для зручності обчислення Ш вводяться зазвичай безрозмірні параметри відстані і часу:
для точкового джерела теплоти:
, (5)
де R=
Враховуючи, що, отримуємо наступне розрахункове вираз:
(6)
У даній роботі необхідно побудувати розподіл температур в поперечному перерізі шва при двох періодах тепло насичення, при х=10 і х=50 мм.
Здійснити розрахунок безрозмірних параметрів відстані і часу за формулами (5 і 6) і застосувавши номограмму для визначення коефіцієнта тепло насичення визначимо коефіцієнт тепло насичення.
Наприклад, для х=50 мм, у=10 мм:
=0,01/0,001=10;
Ф=/ 48,7=0,28;
с=0,0010,01/28,7=0,57;
=0,59197=116 ° С
де з і - безрозмірні критерії відстані і часу для просторового процесу поширення тепла точкового джерела, що переміщається по поверхні підлозі нескінченного тіла
За результатами розрахунку будуємо розподіл температур в поперечному перерізі шва при сталому температурному полі (рис. 5).
Таблиця 2 - Розподіл температури в поперечному перерізі шва в період тепло насичення
Y, ММХ=0,01 МХ=0,03 МХ=0,05 МХ=0,02 мТпр, ° СШТн, ° СТпр, ° СТпр, ° СШТн, ° СТпр, ° С15380,52691811090,55427225150,52571791080,55426734790,52391761070,55325844340,52171711050,55224853860,51931651030,55123463350,51681591010,55021972870,5144151980,54920382420,5121143950,54718692030,5101134910,545169101680,584125870,543152111380,2554115840,542135121130,2538106800,54012013920,252397760,53810514740,251888710,5359215600,251580670,53380
3. Розрахунок термічного циклу точки, нагрітою до т=1 350 ° С
Зміна температури в часі в даній точці називається термічним циклом. При сталому температурному полі термічні цикли точок, розташованих на однаковій відстані від осі руху джерела теплоти, однакові, але зміщені в часі.
Основні характеристики термічного циклу: максимальна температура, швидкість нагріву і швидкість охолодження при різних температурах, а також тривалість перебування матеріалу вище заданої температури. Ці характеристики циклу залежать від режиму зварювання, теплофізичних властивостей матеріалу, конфігурації тіла, умов його охолодження, температури попереднього підігріву.
У міру віддалення від шва зростання і падіння температур стає більш плавними та значення максимальних температур знижуються, причому ці температури досягаються пізніше.
У даній роботі будується одна термічний цикл, що нагрівається до Т=1 350 ° С. Для його побудови застосовуємо формулу (3). Координату Y визначимо з поверхневих ізотерм (рис. 2) - вона становить 0,003 мм, координату Х визначимо, як x=Vсв · t.
Наприклад, при t=5 c:
° С
Результати розрахунку записуємо в таблицю 3.
Таблиця 3 - Термічний цикл точок, що нагріваються до Т=1 350 ° С
t, cT, C101619199824773106392550346523850210991136101534-11527-21383-31200-41032-5894-6783-7693-8620-9560-10510-11468-12432-13402-14375-15351-16330-17312-18295-19280-20267-21255
4. Розрахунок розподілу максимальних температур. визначення протяжності ділянок околошовной зони
У деякий момент часу tm точка матиме максимальну температуру T max Уміння визначити цю температуру в процесі зварювання дуже важливо для практики. Відомо, наприклад, що при перегрів вище 400-800 ° С деякі аустенітні сталі втрачають свою корозійну стійкість. Враховуючи це, можна заздалегідь розрахувати величину зони перегріву і вжити заходів до її зменшення. Визначення максимальної температури нагріву дозволяє встановити протяжність зони можливої ??подкалкі при зварюванні сталей, що гартуються (нагрівання вище А С1 - 723 ° С і т.д.).
Максимальна температурa точок тіла, що досягається в процесі нагрівання та охолодження при зварюванні, залежить від параметрів режиму, теплофізичних властивостей металу, а також віддаленості розглянутої точки від шва.
Максимальні значення температур визначають звичайними математичними прийомами, наприклад, прирівнянням першої похідної нулю. Якщо рівняння процесу поширення тепла виражено в нерухомій системі координат через час t, то дає можливість визначити момент часу tm, якому відповідає максимальне значення температури Тmах. Коли ж рівняння дано в рухливій си...
