тепловые процессы при сварке, тетрадь
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ 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/с |
|
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