Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

тепловые процессы при сварке, тетрадь

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
1.88 Mб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИСТИТУТ

Факультет – механико-машиностроительный Специальность – оборудование и технология сварочного производства Кафедра – сварочного производства

ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

РАЗДЕЛ II.

ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ

Рабочая тетрадь

Студент гр._________

________________

__________________

(номер группы)

(подпись)

(Фамилия И.О.)

Составитель Зернин Е.А.

Юрга 20__

Рабочая тетрадь составлена на основе ГОС ВПО по направлению «Машиностроительные технологии и оборудование», специальность 150202 «Оборудование и технология сварочного производства».

При составлении рабочей тетради использовалась следующая литература:

1.Теория сварочных процессов: Учебник для вузов / А.В. Коновалов, А.С. Куркин, Э.Л. Неровный, Б.Ф. Якушин; Под ред. В.М. Неровного. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.

Баумана, 2007. – 752 с.

2.Вольченко В.Н., Ямпольский В.М., Винокуров В.А. и др. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов по специальности «Оборудование и технология сварочного производства» / Под ред. В.В. Фролова М.: Высш. шк., 1988. - 559 с.

3.Теория сварочных процессов. Лабораторный практикум: Учебное пособие / С.Б. Сапожков, Е.А. Зернин, И.Р. Сабиров – Юрга: Изд-во Юргинского технологического института (филиала) ТПУ, 2007. – 96 с.

4.Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки: Учебник для вузов. – 2-е изд., испр. и доп. / А.И. Акулов, В.П. Алехин, С.И. Ермаков и др. /Под ред. А.И. Акулова. – М: Машиностроение, 2003. – 560 с.

5.Справочник «Сварка. Резка. Контроль» в 2-х томах / Под общ. ред. Н.П. Алѐшина, Г.Г. Чернышева, М.: Машиностроение, т.1, 2004. – 624 с.

6.Чернышев Г.Г. Сварочное дело: Сварка и резка металлов. – М.: издательский центр «Академия», 2007. – 496 с.

Рис. 5.1. Изображение температурного поля изотермами: а – изменение температуры по направлению SS; б – касательная tt, нормаль nn к изотерме и градиент температуры

2

ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Раздел II. Тепловые процессы при сварке

5.Основные понятия и законы в расчетах тепловых процессов при сварке

5.1.Основные понятия и определения

3

Рис. 5.2. Теплофизические свойства низкоуглеродистой стали с содержанием 0,1% углерода (а – коэффициент температуропроводности; λ – коэффициент теплопроводности; с – истинная массовая теплоемкость; Н – приращение энтальпии)

Рис. 5.3. Коэффициент теплопроводности λ различных марок стали в зависимости от температуры: 1 – электролитическое железо; 2 – низкоуглеродистая сталь с содержанием 0,1% С; 3 – углеродистая сталь с содержанием, %: 0,45 С, 0,08 Si, 0,07 Mn, 4 – низколегированная сталь с содержанием, %: 0,1 С, 0,02 Si, 0,4 Mn, 4,98 Cr; 5 – сталь с содержанием, %: 1,52 С, 0,38 Si, 0,38 Mn, 13,1 Cr; 6 – хромоникелевая коррозионностойкая сталь типа 18-8

Таблица 5.1. Типовые теплофизические свойства некоторых материалов, используемых в расчетах тепловых процессов при сварке

 

 

 

Коэффициент

Объемная

Коэффициент

 

 

Плотность

температуро-

Материал

 

теплопроводности

теплоемкость

 

3

поводности

 

 

ρ, г/см

 

3

 

 

 

λ, Вт/(см·К)

сρ, Дж/(см ·К)

а, см2

Низкоуглеродистые

и

7,8

0,38–0,72

4,9–5,2

0,085–0,1

низколегированные стали

 

 

 

 

Коррозионно-стойкие

 

7,8

0,25–0,33

4,7–4,8

0,053–0,070

аустенитные стали

 

 

 

 

 

 

Медь

 

8,9

3,7–3,8

3,85–4,0

0,95–0,96

Латунь

 

8,7

1,17

3,45

0,34

Алюминий

 

2,7

2,7

2,7

1,0

Технический титан

 

4,5

0,17

2,8

0,06

4

 

 

 

 

 

ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Раздел II. Тепловые процессы при сварке

5

6

ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Раздел II. Тепловые процессы при сварке

5.2. Закон теплопроводности (закон Фурье)

7

Рис. 5.4. Коэффициенты полной теплоотдачи α и лучистого теплообмена αr вертикальных листов углеродистой стали в зависимости от их температуры Т при Тс = 273 К

8

ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ Раздел II. Тепловые процессы при сварке

5.3. Поверхностная теплоотдача

9

Рис. 5.5. Расчетные схемы тел: а – бесконечное тело; б – полубесконечное тело;

в– беконечная пластина; г – полубесконечная пластина; д – плоский слой;

е– бесконечный стержень

10