Технология изготовления бортовой секции и определения сварочных деформаций. Проектирование специальной технологической оснастки, страница 11

J₁=575242,503-8635∙31,98=299095,203(см⁴).

Обозначим швы:

Шов №1 – сварка стрингера со сплошным шпангоутом;

Шов №2 – приварка основных шпангоутов к поиску внутреннего борта;

Шов №3 – приварка стрингера к внутреннему борту;

Шов №4 – приварка сплошного шпангоута к внутреннему борту;

Шов №5 – приварка основных шпангоутов к стенке стрингера.

1) Определим деформации приварки сплошного шпангоута к стрингеру (шов №1).

Поперечные деформации от приварки сплошного шпангоута определяются по формуле:

поперечная деформация от приварки сплошного шпангоута, см³

n – количество швов: n=4;

N – количество сплошных шпангоутов: N=4;

 длина шва : ;

q_пр – погонная энергия идущая на нагрев ребра:

q_пр =, где:  - коэффициент пропорциональности:

=0,18+0,2∙

где: - толщина пояска: =1,7см;

- толщина ребра: =1,7см;

=0,18+0,2∙1=0,28см.

 – погонная энергия нагрева свариваемых элементов:

=θ∙F,

θ находим в таблице 2 приложения:

θ=38000Дж/см³;

F - площадь сечения наплавления металла шва, см². Так как катет шва К равен 10 мм, тогда F находим по таблице 1 приложения:

F =0,59 см².

Вычисляем  и q_пр :

 =38000∙0,59=22420(Дж/см);

q_пр =22420∙0,28=6277,6 (Дж/см).

Находим коэффициент ξ по формуле:

ξ=

где, - коэффициент, зависящий от коэффициента линейного расширения α, удельной теплоемкости с и плотности ρ свариваемого материала, определяемый по таблице 1 приложения: =3∙10^-6 см³/Дж;

К_S – коэффициент, который учитывает влияние степени прогрева листа на поперечное укорочение сварочного шва. Он определяется по графику на рисунке 8 в зависимости от и .

Найдем отношение, где p=1,04; S_i-1 – толщина слоя, S_i-1 =2см; q_пр – погонная энергия идущая на нагрев ребра: q_пр =6277,6Дж/см.

Тогда =

Найдем отношение . Значение и определяем по графикам на рисунке 9 и 10.

- определяем по графику на рисунке 9 в зависимости от где I_св- сила сварочного тока: I_св=300А; d_эл – диаметр электродной проволоки: d_эл =2мм.

Тогда .

 - определяем по графику на рисунке 10 в зависимости от , где V_св – скорость сварки одного слоя:  V_св =0,611м/с; сρ – коэффициент который находим по таблице 2 приложения: сρ =4,23Дж/с∙см³; Т₀ – находим по таблице 2 приложения: Т₀ =850⁰С; q_пр – погонная энергия идущая на нагрев ребра: q_пр =6277,6Дж/см;==0,093.

Тогда =.

Из графиков видно, что =0,75 а  =0,26, тогда =0,75∙0,26=0,195.

Поэтому по графику на рисунке 8 К_S=0,09.

Найдем К_V – коэффициент, который учитывает влияние отношения скорости сварки к скорости распространения тепла в конструкции и определяется по графику на рисунке 11 в зависимости от , где  - коэффициент, зависящий от коэффициента линейного расширения α, удельной теплоемкости с и плотности ρ свариваемого материала, определяемый по таблице 1 приложения: =3∙10^-6 см³/Дж;

 – погонная энергия нагрева свариваемых элементов:  =22420 Дж/см;

V_св – скорость сварки одного слоя:  V_св =0,611м/с; ==0,093;

 - сумма толщин: =1,7+1,7=3,4см;

 - средняя толщина изделий: =1,7 см;

 - коэффициент, учитывающий влияние отношения теплоотдачи к теплопроводности на продольные деформации. Он определяется по графику в зависимости от  и .

Найдем отношение , где  - коэффициент, равный для сталей А32 0,0177;  - средняя толщина: =1,7 см.

Тогда  .

Найдем отношение , где - коэффициент, зависящий от коэффициента линейного расширения α, удельной теплоемкости с и плотности ρ свариваемого материала, определяемый по таблице 1 приложения: =3∙10^-6 см³/Дж;  – погонная энергия нагрева свариваемых элементов:  =22420 Дж/см;  - сумма толщин: =1,7+1,7=3,4 см; - относительная деформация, которая определяется по таблице 2 приложения: =15∙10.

Тогда = см.

Поэтому по графику =0,95.

Тогда =.

Поэтому по графику на рисунке 11 К_V =1.

Найдем коэффициент  - коэффициент, учитывающий жесткость раскрепления сварного соединения пересекающими его привариваемые ребрами: =1.

Определим коэффициент  - коэффициент, учитывающий влияние скорости охлаждения: =1.