Тепловые процессы при сварке

Автор: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2012 в 19:01, курсовая работа

Описание работы

Рассчитать, как распределяются температуры по оси Х-Х и на
различных расстояниях по оси Y-Y при наплавке валика на массивную
стальную деталь. Режимы наплавки приведены в таблице 1.
Для проведения расчетов необходимо:
• Выбрать расчетную схему изделия и источника тепла;
• По справочникам определить теплофизические величины для
заданной стали, необходимые для расчетов;
• Выбрать необходимые расчетные формулы.
Расчет температур произвести для точек, расположенных на
расстоянии 5, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 80 и 100мм, и впереди источника тепла на
расстоянии 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 1мм.
Расчет температур по оси Y-Y произвести для точек, расположенных
на расстоянии 0,5; 1,5; 10; 15; и 20мм при заданных Х.
Результаты проведенных расчетов представить в виде таблиц и
графиков. Дать краткий анализ полученных результатов расчета.
Определить графоаналитическим расчетом контур изотерм 600°С и
900°С.
Таблица 1. Исходные данные.
Параметры режима сварки

Работа содержит 1 файл

kyrsovoi.pdf

— 266.74 Кб (Скачать)
Page 1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
___________________
Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)
Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства»
Курсовой проект
Предмет: «Теория сварочных процессов»
Тема: «Тепловые процессы при сварке»
Работу выполнил: Сидоров А.А.
Группа: 1111
Санкт-Петербург
2008 г.

Page 2

2
Задание 1.
Рассчитать, как распределяются температуры по оси Х-Х и на
различных расстояниях по оси Y-Y при наплавке валика на массивную
стальную деталь. Режимы наплавки приведены в таблице 1.
Для проведения расчетов необходимо:
Выбрать расчетную схему изделия и источника тепла;
По справочникам определить теплофизические величины для
заданной стали, необходимые для расчетов;
Выбрать необходимые расчетные формулы.
Расчет температур произвести для точек, расположенных на
расстоянии 5, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 80 и 100мм, и впереди источника тепла на
расстоянии 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 1мм.
Расчет температур по оси Y-Y произвести для точек, расположенных
на расстоянии 0,5; 1,5; 10; 15; и 20мм при заданных Х.
Результаты проведенных расчетов представить в виде таблиц и
графиков. Дать краткий анализ полученных результатов расчета.
Определить графоаналитическим расчетом контур изотерм 600°С и
900°С.
Таблица 1. Исходные данные.
Параметры режима сварки

варианта
Марка
материала
Способ
сварки
I, A
U, B
V, м/час
7
12Х18Н10Т
CO
2
400
26
3.6
Исходные данные:
Плотность материала
гр/см
3
Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) ,
Вт/(м·град)
Преводим в кал/(см*с*град)
,
кал/(см*с*град)
Удельная теплоемкость материала
Дж/(кг·град)
Преводим в кал/г*°С
,
кал/г*°С
Сила тока
А
Напряжение на дуге
В.
Скорость сварки
см/сек
Кпд процесса
Коэффициент температура проворности
равен
см
2
/сек

Page 3

3
Решение:
Определяем полезную мощность дуги
кал/с
В качестве расчетной схемы изделия выбираем полубесконечное тело, а
схему нагрева источника принимаем точечный источник тепла.
Формула для расчетов
Рис.1. График расположенных температуры позади источника тепла по оси Х-Х
Рис.2. График точек расположенных впереди источника тепла по оси Х-Х

Page 4

4
Рис. 3. График распределения температуры по оси Y-Y
Таблица 2. Значение температуры по оси X-X
Значение температуры °С на растояниее от оси сварки
Значение
X
y=0,05 см y=0,015 см
y=1 см
y=2 см

Page 5

5
Таблица 3. Значение температуры по оси Y-Y
Значение температуры °С на растояниее от оси сварки
Значение Y
x=-0,5 см
x=-1 см
x=-2 см
x=-5 см
Расчет изотерм температур 600°С и 900°С по монограммам.
Находим коэффициент
Находим по монограммам значения r.
Таблица 4. Значение r найденные по монограммам.
Значения угла ϕ для 600°С для 900°С
Для построения графика находим значение

Page 6

6
Таблица 5. Значение R.
Значения угла ϕ для 600°С для 900°С
Рис.4. Изотерма для температур Т=600°С и Т=900°С

Page 7

7
Задание 2
Рассчитать температурное поле нагрева и охлаждения для точек,
расположенных от оси сварного шва на расстоянии 5, 10, 15 и 20мм при сварке
пластины встык за один проход. Параметры режима сварки приведены в таблице
№2.
Таблица 6. Исходные данные.
Параметры режима сварки

варианта
Марка
стали
Толщина
пластины
Способ
сварки
I, A
U, B
V, м/час
7
12Х18Н10Т
8мм
CO
2
400
26
3.6
Исходные данные:
Плотность материала
гр/см
3
Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) ,
Вт/(м·град)
Преводим в кал/(см*с*град)
,
кал/(см*с*град)
Удельная теплоемкость материала
Дж/(кг·град)
Преводим в кал/г*°С
,
кал/г*°С
Сила тока
А
Напряжение на дуге
В.
Скорость сварки
см/сек
Кпд процесса
Коэффициент температура проворности
равен
см
2
/сек
Решение:
Определяем полезную мощность дуги
кал/с
В качестве расчетной схемы изделия выбираем пластина, а схему нагрева
источника принимаем линейный источник тепла.
Формула для расчетов

Page 8

8
Рис.4. График расположенных температуры позади источника тепла по оси Х-Х
Рис.5. График точек расположенных впереди источника тепла по оси Х-Х
Рис. 6. График распределения температуры по оси Y-Y

Page 9

9
Таблица 7. Значение температуры по оси X-X
Значение температуры °С на растояниее от оси сварки
Значение X
y=1 см
y=5 см
y=8 см
y=10 см
Таблица 8. Значение температуры по оси Y-Y
Значение температуры °С на растояниее от оси сварки
Значение Y
x=0,5 см
x=1 см
x=1,5 см
x=2 см

Page 10

10
Задание 3
Установить расчетным путем при какой минимальной погонной
энергии в металле шва и околошовной зоне сварного соединения,
выполняемого встык за один проход или при наплавке валика на массивное
тело не возникают закалочные структуры при заданной критической
скорости охлаждения для заданной марки стали. Параметры режима сварки
приведены в таблице №3.
Необходимо выбрать:
Расчетную схему изделия и источника тепла;
Теплофизические величины для заданной стали, необходимые
для расчета;
Расчетные формулы.
По полученной расчетным путем погонной энергии определить
параметры режима сварки.

варианта
Марка
стали
Толщина
мм
Критическая
Скорость
охлаждения
Температура
°С
Прим.
7
12Х18Н10Т
20
680
20
Плотность материала
гр/см
3
Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) ,
Вт/(м·град)
Преводим в кал/(см*с*град)
,
кал/(см*с*град)
Удельная теплоемкость материала
Дж/(кг·град)
Преводим в кал/г*°С
,
кал/г*°С
Сила тока
А
Напряжение на дуге
В.
Скорость сварки
см/сек
Кпд процесса
Рассчитываем скорость охлаждения
м/сек.
Расчетная скорость охлаждения больше критической скорости охлаждения.
Рассчитываем параметры сварки
Расчетный ток сварки равен
=2184 А
Задаем ток сварки
А, и рассчитываем температуру подогрева.

Page 11

11
Расчетная температура подогрева равняется
Задаем температуру подогрева 560
w=0.23 м/сек
Расчетная температура меньше критической скорости охлаждения.
Режимы сварки принимаем ток
А, температура предварительно подогрева
560°С.

Информация о работе Тепловые процессы при сварке