Розрахунок температурного поля граничного стану

Листи товщиною 4 мм зварюють встик. Ручне дугове зварювання виконують на наступних режимах:

Dе = 2 мм (діаметр електрода),

δ = 0,4 см (товщина зварюваних пластин),

η = 0,7 (ефективний ККД дуги при ручному дуговому зварюванні)

Ізв = 135А (сила зварювального струму),

Ід = 20В (напруга дуги),

Vзв = 1,67см /с (швидкість переміщення джерела тепла),

Q = 453,6 кaл / c (ефективна теплова потужність дуги);

λ = 0,10 кал /(см • c • °С) (коефіцієнт теплопровідності),

с = 0,16 кал /( г • °С) ( теплоємність),

γ = 7,8 г /см³ ( питома вага),

а = 0,08 кал/см² ( коефіцієнт температуропровідності),

b = 3,2 •10³ 1/с ( коефіцієнт температуро віддачі)

y = 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4

t = 1, 4, 9, 16, 25, 36

Для побудови температурного поля граничного стану, який відповідає вибраним режимам зварювання процес поширення тепла описується наступним рівнянням :

T (y / t ) = q / V• δ• • exp (-y² /4at - b• t), [П1] (4.2)

по якому ми розраховуємо розподілення температури наведені в таблиці 1

Таблиця 1

На рисунку 4.1 показані криві розподілення температур по ширині пластини (від 0 до 4 см) в момент часу t (від 1с до 36 с).

4.3 Дослідження напружено-деформативного стану зварного шва за допомогою індикатора годинникового типу

Індикатор годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм з пересуванням вимірювального стрижня паралельно шкалі призначений для відносних вимірювань зовнішніх розмірів, відхилень форми і розташування поверхонь (рис. 4.2). Він є також показуючим пристроєм індикаторної скоби, індикаторного глибиноміра й індикаторного нутроміра. На лицьовому боці циферблата індикатора є дві стрілки і дві шкали; велика стрілка 1 над оцифрованою круговою шкалою 2 і мала стрілка 4 над відліковою шкалою 5. Кругова шкала має ціну поділки 0,01 мм, а мала шкала — 1 мм. Пересування вимірювального стрижня 6 на 1 мм викликає поворот стрілки 1 на 100 поділок (один повний оберт), а стрілки 4 на одну поділку. Шкала 2 індикатора разом із обідком при установці шкали на нульову поділку повертається відносно великої стрілки 1 і фіксується стопором 3.

1 — велика стрілка; 2 — шкала індикатора; 3 — стопор; 4 — стрілка; 5 — відлікова шкала; 6 — вимірювальний стрижень

Рис. 4.2 - Індикатор годинникового типу

Після фіксації зварних деталей у затискачах вибираємо як мінімум 4-5 точок з певним інтервалом, в яких за показами індикатора визначатимемо деформаційні зміни, ми зафіксуєм положення індикаторної головки в контакт зі зварюваною пластиною в нульове положення, після чого проводимо процес зварювання. Він проходитиме в декілька проходів,після кожного з яких тримач з індикатором поступально переміщатиметься по шарнірах до кожної із точок, де зніматимуться вимірювання. Після чого ми зможемо дослідити зварний шов, ступінь його деформування і зробити висновки щодо якості і придатності даного з 'єднання.

Перелік посилань на джерела

1.Прохоренко, В.М.Напруження та деформації у зварних з’єднаннях і конструкціях [Текст]: навч. посіб./ В.М. Прохоренко, О.В. Прохоренко. – К.: НТУУ «КПІ», 2009. – 268 с.. – Бібліогр.: с.267. – 400 пр. ISBN 978-966-622-331-2

2.Касаткин, Б. С. Напряжения и деформации при сварке [Текст] : учеб. пособие для вузов/ Б.С. Касаткин, В.М. Прохоренко, И.М. Чертов. – К. : Вища шк., 1987. – 246 с. – Библиогр.: с.242. – 5 000 экз.

3.Трочун, И.П. Внутренние усилия и деформации при сварке [Текст] / И.П. Трочун. – М.: Госгортехиздат, 1964. – 247 с. – Библиогр.: с.244-245. – 3000 экз.

4.Винокуров, В. А.Сварочные деформации и напряжения [Текст] / В.А. Винокуров. – М.: Машиностроение, 1968. – 236 с. – Библиогр.: с.228-231. – 2 500 экз.

5.Кузьминов, С.А. Сварочные деформации судовых корпусных конструкций [Текст] / С.А. Кузьминов. – Л.: Судостроение, 1974. – 286 с. – Библиогр.: с.280-284. – 3 800 экз.

6.Винокуров, В.А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений [Текст] / В.А. Винокуров. – М.: Машиностроение, 1973. – 215 с. – Библиогр.: с.201-213. – 10 700 экз.

[П1]