Физико-металлургические процессы при сварке трубопроводов

только в текущем разделе

Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь" ИНН 9725035180 Erid: 2SDnjdphxRi

Нагрев металла сварочной дугой

Тепло, выделяемое электрической дугой вследствие высокой теплопроводимости металла, интенсивно отводится в холодную массу металла, повышая его температуру. При сварке не все тепло, выделяемое дугой, используется на нагрев изделия, так как часть его расходуется на нагревание атмосферы и окружающих предметов путем конвекции и радиации. Поэтому эффективная тепловая мощность дуги q всегда меньше полной тепловой мощности q₁ и выражается формулой q = η_иUI, где q - эффективная тепловая мощность дуги; η_и = q/q₁ - эффективный к. п. д. процесса нагрева изделий дугой (при автоматической сварке под слоем флюса n_и = 0,8?0,9, при сварке плавящимся электродом открытой дугой η_и=0,7?0,75, при сварке в среде С0₂ η_и = 0,6-0,7, при аргоно-дуговой сварке неплавящимся электродом η_и = 0,5-0,55); U - напряжение дуги; I - ток дуги.

Эффективный к. п. д. процесса нагрева изделия дугой зависит от технологии сварки, длины дуги, степени углубления ее в металл и др.

Точность тепловых расчетов для сварочных процессов зависит от правильности выбора идеализированной схемы. В большинстве случаев электрическую дугу считают точечным или линейным источником. При наложении валика на толстую пластину сварочную дугу принимают как точечный источник на поверхности тела. Если сваривают листы за один проход с полным проплавлением, то сварочную дугу рассматривают как линейный источник. Сварочная дуга является непрерывно действующим источником, но при наложении прихваток, когда требуется определить температуру тела через промежутки времени, во много раз превышающие период горения, можно считать источник тепла мгновенным.

Схему подвижного источника часто принимают при расчете температур для ручной дуговой сварки, а для автоматической сварки принимают схему быстродвижущегося источника тепла. При выборе расчетных схем следует учитывать принцип местного влияния, который показывает, что температурное поле зависит от размеров и характера распределения источника тепла только на расстояниях одного порядка с его размерами; на больших расстояниях температурное поле практически не зависит от формы источника и занимаемого им объема.

Распространение тепла при однопроходной сварке пластин встык

При сварке пластин встык за один проход с полным проплавлением можно считать, что температуры равномерно распределены и одинаковы по толщине. Электрическая дуга в этом случае является линейным распределенным по толщине источником тепла и температура не будет зависеть от координаты z, а определится значениями х, у и временем t.

Для предельного установившегося теплового состояния температурное поле постоянно, не зависит от времени и определяется формулой для нагрева пластины длительно действующим подвижным линейным источником тепла

где r - плоскии радиус-вектор элемента подвижного поля, т. е. расстояние от центра источника тепла до исследуемой точки; и - скорость сварки; Ко(и)-Бесселева функция от мнимого аргумента второго рода нулевого порядка, эта функция табулирована; b = 2а/срб - коэффициент температуроотдачи; а - коэффициент поверхностной теплоотдачи; б - толщина пластины; λ - коэффициент теплопроводности.

Параметры режима сварочной дуги, как показывают исследования уравнения (5), существенно сказываются на характере температурного поля предельного состояния. Так, увеличение скорости сварки при постоянной мощности источника (q = const) способствует сужению изотерм в направлении, перпендикулярном к перемещению дуги и сгущаются впереди нее (рис. 22, а). Увеличение мощности дуги (при v = const) способствует увеличению площади, занимаемой изотермами по ширине и длине (рис. 22,б). При постоянной погонной энергии (q/v = const) увеличение мощности дуги приводит к увеличению площадей, ограниченных изотермическими кривыми, а рост скорости сварки уменьшает эти площади (рис. 22, в).

Сварка изделий с различными теплофизическими свойствами на одном режиме показывает, что характер тепловых полей неодинаков. Наибольшее влияние на тепловое поле оказывает теплопроводность. Сравнение площадей, очерченных изотермой 400 °С для хромникелевой стали, малоуглеродистой стали, алюминия и меди, показывает, что с увеличением теплопроводности эти площади уменьшаются и увеличиваются области, нагретые до более низких температур.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Рекомендуем приобрести металлопрокат в СПб от компании РДМ.