1. Цели расчета тепловых процессов при сварке

2. Схемы нагреваемого тела

3. Основные теплофизические величины. Определения. Зависимость теплофизических свойств от температуры. Выбор численных значений теплофизических величин для тепловых расчетов при сварке.

4. Изотерма. Форма и размеры при расчетах процессов нагрева неподвижными, подвижными и быстродвижущимися источниками.

5. Формы изотерм при нагреве тел разной геометрии.

6. Закон теплопроводности Фурье.

7. Поверхностная теплоотдача, зависимость коэффициента теплоотдачи от температуры

8. Граничные условия 1, 2, 3 - го рода.

9. Источники теплоты. Классификация по продолжительности действия, скорости перемещения, распределенности в пространстве.

10. Закон распределения теплоты в пределах источника. Диаметр пятна нагрева. Коэффициент сосредоточенности теплового потока.

11. Распределение теплового потока и проникающая способность дуги, газового пламени, электронного луча. Критерии выбора источников теплоты для сварки и предварительного подогрева.

12. Влияние ограниченности размеров тела на процесс распространения теплоты (нагрев при движении источника теплоты вблизи теплоизолированной границы или от края тела).

13. Упрощения реальных процессов при расчетах сварочного нагрева.

14. Стадии изменения тепловых полей от движущихся источников теплоты, критерии начала или окончания каждой стадии.

15. Какое влияние оказывают параметры режима сварки и теплофизические свойства металла на форму и размеры изотерм.

16. Почему сварку меди и алюминия выполняют концентрированными источниками теплоты?

17. Выбор схемы тела и источника в зависимости от толщины свариваемых элементов и интенсивности источника нагрева

18. Коэффициент температуроотдачи. В каком случае учет теплоотдачи с поверхности более значим: при сварке толстых или тонких пластин.

19. Как по изотермам можно определить размеры сварочной ванны; ширину зоны, нагревавшейся до определенной температуры.

20. Что подразумевают под "фиктивным источником (стоком)" теплоты. С какой целью используется эта схема.

21. Что такое температура предельного состояния? Какие факторы влияют на значение этой температуры?

22. Безразмерные критерии расстояния и времени.

23. Коэффициент теплонасыщения. Способ его определения.

24. Особенности расчета по схеме быстродвижущегося источника теплоты. Физический смысл принимаемых допущений.

25. Термический цикл точки тела при однопроходной сварке. Сравнить термические циклов двух точек, расположенных на разном расстоянии от линии движения источника.

26. Мгновенная скорость охлаждения. Причины для ее расчета. Как ее найти по построенным Вами графикам температурного поля.

27. Длительность пребывания металла выше заданной температуры. Причины для ее расчета. Как ее найти по построенным Вами графикам температурного поля.

28. Причины нагрева электрода при ручной дуговой сварке.

29. Выбрать сочетание схемы тела и источника для:

сварки листов толщиной 8 мм автоматической дуговой сваркой под флюсом;

заварки ручной дуговой сваркой трещины в чугунной станине станка толщиной 80 мм;

сварки листов толщиной 40 мм электронным лучом;

нагрева листов толщиной 6 мм пламенем газовой горелки;

ручной дуговой сварки стальных листов толщиной 10 мм;

контактной стыковой сварки стержней сопротивлением.

30. Приведите расчетное выражение для оценки приращения температуры при действии:

мгновенного точечного источника на поверхности полубесконечного тела;

мгновенного линейного источника в пластине;

мгновенного плоского источника в стержне;

подвижного точечного источника на поверхности полубесконечного тела;

подвижного линейного источника в пластине;

подвижного точечного источника в плоском слое.

Требования к расчетно-пояснительной записке.

Расчетно-пояснительная записка оформляется в соответствии с методическими указаниями. Содержательная часть должна включать: краткие теоретические сведения, необходимые для выполнения работы; вариант с условием задачи и исходные данные (на отдельной странице); результаты вычислений по заданию соответствующего раздела в виде таблиц и графиков; выводы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Фролов В.В. Теория сварочных процессов / Под ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1968. 559 с.

2. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. Н.Н. Рыкалин. М.: Машгиз, 1951. 296 с.

3. Петров Г.Л. Теория сварочных процессов. Г.Л. Петров, А.С. Тумарев. Киев.: Высшая школа, 1977. 392 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Расчетные теплофизические коэффициенты для различных металлов и сплавов

№ п/п	Материал	Температура плавления, К	Коэффициент теплопровод­ности (), Дж /(м·с·К)	Объемная теплоемкость (с), Дж/(м3·К)	Коэффициент температуро-проводности (а), м2/с
1	Малоуглеродистые и низколегированные стали	1750	40	5∙106	8∙10-6
2	Нержавеющие аустенитные стали	1670	30	5∙106	6∙10-6
3	Алюминий	930	270	2,5∙106	1∙10-4
4	Технический титан	1940	15	3∙106	5∙10-6
5	Сплав ХН78Т	1750	25	5∙106	5∙10-6
6	Никель	1730	58	5∙106	11,6∙10-6
7	Алюминиевый сплав АМг6	960	160	2,5∙106	6,4∙10-5
8	Магниевый сплав МА-5	925	135	2,25∙106	6∙10-5
9	Титановый сплав ВТ6	1950	18	3,8∙106	4,7∙10-6

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Параметры режима сварки

№ пп	Способ сварки	Толщина материала, м	Режим сварки			Коэффициент теплоотдачи, (α), Вт/(м2∙К)
			Iсв, А	Uд, В	υсв, м/с
1	Ручная дуговая	0,002	80	25	0,001	Используется для пластины и плоского слоя. Вычисляется в соответствии с указаниями на стр. 39.
2	Ручная дуговая	0,002	100	28	0,0015
3	Ручная дуговая	0,003	125	26	0,001
4	Ручная дуговая	0,004	140	28	0,001
5	Ручная дуговая	0,004	160	26	0,0015
6	Ручная дуговая	0,010	250	28	0,0015
7	Ручная дуговая	0,010	220	28	0,001
8	Ручная дуговая	0,020	300	30	0,001
9	Дуговая под флюсом	0,010	400	25	0,002
10	Дуговая под флюсом	0,010	450	32	0,0025
11	Дуговая под флюсом	0,015	500	28	0,003
12	Дуговая под флюсом	0,020	600	34	0,002
13	Дуговая под флюсом	0,020	650	38	0,0025
14	Дуговая под флюсом	0,030	800	36	0,003
15	Дуговая под флюсом	0,008	450	35	0,002
16	Дуговая под флюсом	0,010	350	36	0,002
17	Дуговая в защитных газах	0,001	80	12	0,001
18	Дуговая в защитных газах	0,004	200	22	0,002
19	Дуговая в защитных газах	0,010	400	25	0,002
20	Дуговая в защитных газах	0,020	500	28	0,003
21	Электронно-лучевая	0,003	0,15	18000	0,003
22	Электронно-лучевая	0,005	0,2	20000	0,0025
23	Электронно-лучевая	0,010	0,25	25000	0,002
24	Электронно-лучевая	0,020	0,35	20000	0,0025
25	Электронно-лучевая	0,025	0,3	25000	0,002

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение	3
1. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ	4
1.1. Схемы нагреваемого тела	4
1.2. Основные теплофизические величины, понятия и определения	5
1.3. Поверхностная теплоотдача и краевые условия	9
1.4. Источники теплоты	15
1.5. Сварочные источники теплоты	20
1.6. Влияние режима сварки и теплофизических свойств металла на поле температур	25
1.7. Ширина зоны нагрева	29
1.8. Термический цикл при однопроходной сварке и его основные характеристики. Максимальные температуры	32
1.9. Мгновенная скорость охлаждения при данной температуре	33
2. Расчеты тепловых процессов при нагреве тел сварочными источниками теплоты	36
3. Вычисление температурного поля	43
4. Период выравнивания температуры	47
5. Быстродвижущиеся источники теплоты	51
Библиографический список	56
Приложение А	56
Приложение Б	57