- •Завдання
- •1 Завдання 1 2
- •2 Завдання 2 6
- •1 Завдання 1
- •1. 1 Принципова схема джерела нагріву при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом
- •1. 2 Якісна характеристика процесу при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом
- •1. 3 Параметри режиму зварювання при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом
- •1. 4 Розрахункові схеми тіл, що зварюються та джерела нагріву при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом
- •2 Завдання 2
- •2. 1 Принципова схема ручного дугового зварювання електродом, що плавиться
- •2. 2 Параметри режиму зварювання при ручному дуговому зварюванні електродом, що плавиться
- •2. 3 Розподіл температур вздовж електроду від дії джерела нагріву при ручному дуговому зварюванні (рдз) електродом, що плавиться
- •2. 3. 1 Нагрів електрода скінченної довжини струмом при рдз
- •2. 3. 2 Нагрів електрода скінченної довжини дугою при рдз
- •2. 3. 3 Розплавлення електрода скінченної довжини
- •3 Завдання 3
- •3. 1 Термодинамічні функції стану в зварювальних процесах
- •3. 1. 1 Внутрішня енергія
- •3. 1. 2 Ентальпія або тепломісткість
- •3. 1. 3 Ентропія
- •3. 1. 4 Вільна енергія Геймгольца (ізохорний потенціал)
- •3. 1. 5 Вільна енергія Гібса (ізобарний потенціал)
1. 3 Параметри режиму зварювання при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом
До основних параметрів режиму зварювання при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом належать:
швидкість зварювання;
- зварювальний струм (Ізв= 3000–5000 А);
швидкість подачі електродів;
напруга зварювання (Uхх= 50–60 В);
товщина зварювального металу (80 – 2000 мм);
відстань між електродами.
Допоміжні параметри режиму зварювання:
зазор між кромками;
глибина шлакової ванни;
склад флюсу;
швидкість поперечних коливань електрода;
сухий виліт електрода;
переріз дроту та інші.
Зварювальний струм, величина якого визначається типом електрода, число електродних дротів, їх діаметр , швидкість подачі електродів та інші параметри вибирають так, щоб дістати швидкість і напругу зварювання, які забезпечуватимуть стійкість процесу та потрібні розміри і форму шва.
Для електрошлакового зварювання потрібні порівняно невеликі питомі потужності. Електродний дріт звичайно застосовується діаметром 3 мм, зварювальний струм на один електрод 600—900 А, робоча напруга 30—50 V, виліт електрода 100—500 мм. Великий виліт електрода, що нагрівається зварювальним струмом, і розплавлений шлак прискорюють плавлення електрода майже в 2 рази в порівнянні з дуговим зварюванням.
Для зварювання двох тіл з низьковуглецевої сталі марки Ст3 (рисунок 1.2) електрошлаковим зварюванням дротяним електродом необхідно підібрати параметри режиму зварювання в залежності від вище перелічених умов. Форми тіл , що зварюються та їх розміри однакові, причому товщина тіл h=500 мм, а ширина b=1000 мм.
Параметри режиму для даних тіл, що зварюються з низьковуглецевої сталі марки Ст3 наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Параметри режиму при ЕШЗ дротяним електродом
Товщина зварювального металу, мм |
Зварювальний струм на один електрод, А |
Напруга на шлаковій ванні, В |
Кількість електродів, шт. |
Діаметр електрода, мм. |
Відстань між електродами, мм |
Швидкість подачі електрода, м/год. |
Зазор, мм. |
Швидкість зварювання, м/год. |
Глибина шлакової ванни, мм. |
80-500 |
200 |
36…38 |
9 |
3 |
50 |
60… 80 |
30…32 |
0.6 |
40..45 |
1. 4 Розрахункові схеми тіл, що зварюються та джерела нагріву при електрошлаковому зварюванні дротяним електродом
При електрошлаковому зварюванні дротяним електродом розрахункова схема тіла, що нагрівається – плоский шар (рисунок 1.2).
Плоский шар – тіло, що обмежене двома паралельними площинами при z=0, z=b/ (b/ >b). b/ - дуже велика величина, але не настільки, щоб її вважати нескінченною. По перерізу плоского шару температура розподіляється нерівномірно.
Рисунок 1.2 – Розрахункова схема тіла, що нагрівається при ЕШЗ
дротяним електродом
При електрошлаковому зварюванні дротяним електродом розрахункова схема джерела нагріву класифікується за слідуючими ознаками:
По зосереджуваності в просторі:
- об’ємне.
2. За часом дії:
- постійно діюче.
3. За швидкістю переміщення у просторі:
- рухоме.
Для того, щоб приступити для теплових розрахунків необхідно визначити крайові (граничні) умови:
а) початкову величину температури в розглядаємій точці твердого тіла приймаємо t=200C (за н.у.);
б) умова теплообміну - ізотермічна границя – коли температура поверхні твердого тіла в процесі нагріву залишається постійною (інтенсивне охолодження поверхні водою).