Расчет проплавления основного металла.

Геометрические размеры сварочной ванны и валика шва характеризуются следующими параметрами (рис. 1):
L — длина ванны;
В — ширина ванны,
H — глубина проплавления,
А — величина усиления шва,
Fпр — площадь проплавления,
Fн — площадь наплавки. Форму зоны проплавления оценивают относительной глубиной проплавления Н/В или коэффициентом формы провара

Psi_{п р}=B/H

а также коэффициентом полноты проплавления
mu_{п р}=F_{п р}/{HB}

Величина μпр изменяется в пределах 0,6—0,8. Максимальные H/B при дуговой сварке достигают значений порядка 3 (сварка под флюсом). Очертания зоны наплавки характеризуют коэффициентом формы валика
Psi_в=B/A

и коэффициентом полноты валика
mu_в=F_н/{AB}.

Размеры сварочной ванны и валика шва
Рис. 1 — Форма сварочной ванны

Тепловую эффективность процесса проплавления оценивают термическим r\t или полным тепловым ηпр к. п. д. процесса проплавления основного металла:

eta_t={vF_{п р} rho s_{п л}}/q ;~~~(1)

eta_{п р}={vF_{п р} rho s_{п л}}/UI ,~~~(2)

где Sпл — теплосодержание единицы веса расплавленного металла, включающее скрытую теплоту плавления.

При расплавлении металла массивного тела точечным источником теплоты термический к. п. д. ηt выше у мощных дуг, перемещающихся с большой скоростью, и может достигать предельного значения 0,368.

В случае мощного быстродвижущегося линейного источника теплоты в пластине предельное значение ηt достигает 0,484.

При сварке швов, образуемых преимущественно наплавленным металлом, тепловую эффективность процесса характеризуют полным тепловым к. п. д. процесса наплавки:

eta_{и а п}={vF_н rho s_{п л}}/UI .~~~(3)

Используя формулы (1)—(3) и задаваясь значениями ηt, ηпp, ηиап, можно рассчитывать величины Fпр и Fн.

Производительность процесса сварки gc оценивают суммой веса проплавленного в единицу времени основного металла gпp и наплавленного присадочного металла gнап:

g_{п р}=rho v F_{п р} ;~~~g_{н а п}=rho v F_н.~~~(4)

Производительность наплавки gнап зависит от производительности расплавления электродной проволоки gр:

g_{н а п}=g_р(1-k_п),~~~(5)

где kп — коэффициент потери металла электрода и ванны (при сварке открытой дугой kп=0,05÷0,2; при сварке под флюсом kп=0,001÷0,02).

Удельная производительность наплавки характеризуется коэффициентом наплавки

alpha_н=g_{н а п}/I~г/(А*с).~~~(6)

Размеры сварочной ванны.

Теоретически очертание ванны расплавленного металла соответствует очертанию изотермической поверхности температуры плавления Тпл. Однако известные расчетные схемы не учитывают распределенности источника нагрела, скрытой теплоты плавления, переменности значений теплофизических констант и др. Вследствие этого расчет позволяет оценить размеры ванны приближенно.

Длина ванны при наплавке валика на массивное тело

L=q/{2 pi lambda T_{п л}} .~~~(7)

Экспериментально получены поправочные коэффициенты для более точного определения размеров ванны.

Для однопроходной сварки длина и ширина сварочной ванны определяются соотношениями

L=0,0503 {1/m} * {q^2/{lambda c rho v delta {T_{п л}}^2}} ;~~~(8)

B=0,242 {2/n}*{q/{v c rho delta T_{п л}}} .~~~(9)

В случае электродуговой сварки стали Ст3 коэффициенты m=0,0007 q/v; n=0,00049 q/v—0,2.

Зависимости (8) и (9) можно использовать для расчетов при электрошлаковой сварке. В этом случае m=1,2, n=0,95.

Глубина проплавления при электрошлаковой сварке

H_{п р}=0,242{1/n}*{q/{v c rho delta T_{п л}}}-f/2 ,~~~(10)

где f — сварочный зазор.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.