ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет Машиностроительный

Кафедра Оборудование и технология

сварочного производства

ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

Курсовой проект

«Расчет тепловых процессов»

Студент _________________________ Романов Н. А.

подпись

_________________________

дата

Руководитель _________________________ Дедюх Р.И..

подпись

________________________

дата

Томск 2005

Введение.

Наплавка дугой валика на массивное изделие описывается схемой точечного источника теплоты постоянной мощности, равномерно и прямолинейно перемещающегося по поверхности полу бесконечного тела со скоростью. При прохождении точечного источника тепла, образуются поля влияющие на состояние металла. Период тепло насыщения и период выравнивания температур, спустя время выравниваются. Тепловые процессы, протекающие в данной схеме оказывают различные влияния, которые можно разделить на положительные и отрицательные. К положительным - относится непосредственно сам процесс сварки, возможность его регулирования. К отрицательным процессам относится: холодные и горячие трещины, образование пор, увеличение зерна, межкристаллитная неоднородность, получение закалочных структур, и

другие. В данной курсовой работе нужно определить влияние температуры на металл при движении точечного источника нагрева по полу- бесконечному телу.

Данные курсовой работы:

Точечный подвижный источник теплоты на поверхности полубесконечного тела

(ручная дуговая наплавка валика на массивное изделие).

I_св=260А;

U_д=30В;

h_и=0,76;

скорость сварки,V = 5,5 м/ч;

Ст3сп.

Задача №1

1. Расчет распределения температур вдоль оси шва..

Рисунок №1 Движение источника по полубесконечному телу.

Температура предельного состояния процесса распространения тепла, отнесенная к подвижным координатам X, Y, Z, связанны с источником, выражается соотношением [1, стр. 38]:

где :q=η_uI_свU_a– эффективная тепловая мощность источника, Вт;

η_{u -} эффективный КПД процесса нагрева свариваемого металла;

I_{св -} сила сварочного тока;

U_{a -} падение напряжения на дуге, В;

λ - Коэффициент теплопроводности, В/см град;

R - Пространственный радиус – вектор, см;

V - скорость сварки, см/с;

a- коэффициент температурапроводности, см²/с;

cρ - объёмная теплоёмкость металла, Дж/см град;

По формуле (1) составим таблицу.

Таблица 1.

X	3	2	1	0	-1	-2	-3	-4
T	41.381	162.518	851.02		1583.5	764.3	396.8	181.4

По данным таблицы 1 , построим график распределения температур вдоль оси шва.

Рисунок №2 график распределения температур вдоль оси шва.

2. Расчет температуры точки начала шва в момент удаления от неё дуги на расстояние 45мм (стадия теплонасыщения).

3. Расчет и построение термического цикла на поверхности изделия в точке, отстоящей от оси шва на расстоянии 1 см, при Х₀=3см.

.

Таким образом, запишем, что:

Подставляя в данную формулу значения времени можно построить термический цикл, значения температур запишем в таблицу 2

Таблица 2

t,сек	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
T,	74	356	1208	1238	874	645	509	420	359	310	277	244	223	204	187

Рисунок №3 - термический цикл