Тепловые основы сварки

Балтийский Государственный Технический Университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова

Реферат на тему:

ТЕПЛОВЫЕ ОСНОВЫ СВАРКИ

Выполнила

Капшина Л.Б. гр.А161

Санкт-Петербург, 2009

Тепловые основы сварки - прикладная научная дисциплина, изучающая источники тепла, нагрев и охлаждение металла и их влияние на протекание перечисленных выше процессов. Тепловые основы сварки содержат данные опыта, обобщенные теорией и обосновывающие инженерный расчет нагрева и охлаждения металла, а также тепловых характеристик процессов сварки. Теория тепловых основ сварки служит одним из средств исследования сварочных процессов и изыскания способов управления ими.

Теория распространения тепла в металлах при сварке служит не только средством математического описания характера теплового возбуждения свариваемых металлов, но и стимулирует математическое описание других физических процессов в металлах при сварке.

Температурное поле однозначно определяет поле температурных деформаций и поле сопротивления свариваемых металлов упругой и пластической деформации, что в совокупности определяет процессы развития напряжений и деформаций. Температурное поле определяет форму осей кристаллитов, следовательно, и микроструктуру металла шва, что влияет на характер распределения деформаций и деформационную способность металла в температурном интервале хрупкости. Большая часть применяемых на практике видов сварки основана на локальном концентрированном нагреве участков свариваемых изделий до температур плавления или пластического течения.

Формула для расчета эффективной теплой мощности дуги:

q_э=η_n q_n= η_nIU_э

q_{э – эффективная тепловая мошность дуги (Вт),}

q_{n     - полная тепловая мощности} (Вт),

η    - эффективный КПД,

I   - сила сварочного тока

η_n=0.7…0.8 – ручная дуговая сварка

η_n=0.85…0.95 - сварка под флюсом

η_n=0.4…0.6 – сварка в защитных газах

 Тепловой баланс

Теория паспространения тепла в изделии.

1).По геометрической форме сварочной дуги

ü Плоский источник тепло в стержне

ü Линейный источник  тепла в топком листе

ü Точечный источник тепла в полубесконечном теле

2). По времени действия источника тока

ü Мгновенно действубщий

ü Непрерывно действующий

3). По перемещению источника тока

ü Неподвижный источник V_св=0

ü Быстродвижущийся источник тока V_св>0

4). По размерам свар. изделия

ü Конечное

ü Бесконечное

5). По взаимодействию деталей с окружающей средой

ü Имеется теплоотдача

ü Нет теплоотдачи в окружающую среду

6).По течению процесса сварки

ü Установившийся

ü Переходный процесс

Температурное поле и термический цикл.

Температурное поле – распределение температуры по объему деталей в любой момент времени.

Температурный цикл – изменение температуры во времени в любой точке сварного изделия.

Термический цикл является основой для оценки влияния параметров режима сварки на изменения структуры в основном металле. Теория процессов распространения тепла позволяет установить влияние режима сварки, последовательности укладки слоев или швов, формы и размеров изделия и условий подогрева на термический цикл, от которого зависят структура и свойства основного металла в зоне термического влияния (а в некоторой степени и наплавленного металла).

Термическое воздействие сварочного процесса иногда практически безразлично (например, в малоуглеродистой стали), но вызванные им изменения структуры часта ухудшают механические свойства околошовной зоны (например, в некоторых марках углеродистой и низколегированной стали) или снижают ценные в эксплоатации специальные свойства (например, сопротивление коррозии хромоникелевой аустенитной стали).

Термический цикл сварки можно фиксировать с помощью термопар, установленных в определенных точках сварного соединения.