3.9 Использование тепловых расчетов применительно к условиям

сварки

Рассмотренные вопросы распространения тепла позволяют получить расчетным путем температурные поля в свариваемых изделиях и находить рациональные технологические решения изготовления различных сварных конструкций. Температурные поля, связанные со сварочными режимами размерами и свойствами свариваемых металлов, позволяют определить области металла нагревающиеся при сварке до различных максимальных температур, и термические циклы T = f(t) для различных объемов свариваемого металла. При этом следует иметь в виду, что целый ряд допущений, принятый при выводе расчетных формул (сосредоточенность ввода тепла источником; независимость теплофизических свойств от температуры; исключение учета теплот фазовых превращений, включая скрытую теплоту плавления), довольно сильно искажают размеры температурных областей металла, нагревающихся до высоких температур. Так, например, если при дуговой сварке сталей рассчитанные изотермы температуры ниже 700 – 800⁰С удовлетворительно совпадают с определенными экспериментально, то изотермы более высоких температур (1200 – 1500⁰С) уже значительно отличаются от фактических. Поэтому, например, контур сварочной ванны, рассчитанный по приведенным схемам расчета, может довольно значительно отличаться от реального.

Для правильной оценки температурных полей, областей нагрева и охлаждения необходим выбор правильной расчетной схемы для решения конкретных задач. Некоторые рекомендации по выбору расчетных схем приведены в табл. 3.5

Таблица 3.5

Расчетные схемы процессов распространения тепла при сварке

Характеристика источника	Процесс	Форма изделия	Характеристика расчетной схемы	Рассчитываемая стадия процесса
Длительное воздействие; источник перемещается прямолинейно и равномерно	1.Наплавка валика на поверхность дуговой сваркой	Массивное тело Толстый лист	Точечный подвижной источник тепла на поверхности полубесконечного тела То же, на поверхности плоского слоя	Нагрев и охлаждение То же
	2. Дуговая сварка стыковых швов за один проход	Тонкий лист	Линейный подвижный источник тепла в пластине с теплоотдачей	То же
	3.Электрошлаковая сварка стыковых швов	Толстый лист	Комбинация линейных подвижных источников тепла в пластине без теплоотдачи (большая толщина) или с теплоотдачей (средняя толщина.	То же
Кратковременное воздействие; источник практически неподвижен	4.Заварка небольших поверхностных дефектов	Массивное тело Толстый лист	Точечный мгновенный источник на поверхности полубесконечного тела То же, на поверхности плоского слоя	Охлаждение
	5.Прихватка стыков	Тонкий лист Стержни малого поперечного сечения	Линейный мгновенный источник в пластине с теплоотдачей Плоский мгновенный источник тепла в стержне с теплоотдачей	То же То же