Расчетное определение поперечных деформаций при сварке пластины стыковым швом
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Расчетное (теоретическое) перемещение кромок, при условии возникновения только упругих деформаций, может быть определено по зависимости

 

                         2 Vmax =2  ,                     (4.1)

 

где  a – коэффициент линейного  температурного расширения свариваемого металла (1/К);

сr – объемная теплоемкость (Дж/см3·К);

q – эффективная мощность сварочного источника теплоты (Вт);

Vс – скорость сварки (см/с);

 – толщина свариваемых пластин (см).

Параметр , являющийся обобщенной характеристикой свойств металла (коэффициент линейного теплового расширения), часто дается как определённая числовая величина для данного материала, например для малоуглеродистой стали см3/Дж ;

Отношение

 

,                             (4.2)

 

где  – погонная энергия сварки (Дж/см);

 – сварочный ток, А;

 – напряжение на дуге, В;

 – эффективный к.п.д. процесса нагрева сварки.

Значение эффективного к.п.д. нагрева сварки зависит от способа сварки. Среднее значение может быть принято в соответствии с таблицей 4.1.

По мере охлаждения пластин, кромки стремятся отойти в прежнее положение, при этом до некоторой точки С , когда металл имеет низкий предел текучести, могут возникать пластические деформации. При дальнейшем охлаждении сопротивление металла возрастает, перемещения кромок произойти уже не могут и возникает подтягивание пластин друг к другу, т.е. усадка.

 


Таблица 4.1 – Значение эффективного к.п.д. нагрева

№ п/п Способ сварки
1 Ручная плавящимся электродом 0,75
2 Ручная угольным электродом 0,6
3 Под флюсом 0,85
4 В углекислом газе 0,75
5 В аргоне неплавящимся электродом 0,7

 

В результате, после полного остывания поперечный размер сократится. При дуговой однопроходной сварке под флюсом металла толщиной 8 – 16 мм возникает усадка Dпоп = 1…1,5 мм; при электрошлаковой сварке она может достигать 5…10 мм в зависимости от удельной погонной энергии сварки . Аналогично возникает усадка пластин, когда на их поверхность укладывается валиковый или угловой шов. Отличие заключается в том, что в этом случае зазор в сплошной пластине отсутствует (см. рис. 4.1в). Перемещение произвольной точки О1 , находящейся вблизи линии сплавления, не происходит до тех пор, пока металл остается холодным или слабо нагретым. При подходе сварочной ванны металл нагревается и теряет упругие свойства. С этого времени точка О1, в результате расширения металла от нагрева зоны О1О2  (см. рис. 4.1в) начинает перемещаться к оси х, при этом на участке ОО1 возникают пластические деформации. Перемещение существенно возрастает, когда металл расплавляется и полностью теряет свои упругие свойства. Таким образом, при сварке сплошных пластин, собранных без зазора, возникает некоторое препятствие перемещению металла в процессе разогрева. Поэтому, действительная поперечная усадка , всегда оказывается меньше, чем 2Vmax , вычисляемое по формуле (4.1), т.е.

 

,                                 (4.3)

 

где  – коэффициент, учитывающий расхождение опытного и расчетного значений . Из вышеприведенного будем иметь, что < 1.

 


Дата: 2018-11-18, просмотров: 379.