Нижнетагильский технологический институт (филиал)
Кафедра металлургической технологии
ОТЧЕТ
Практическая работа №1
ОЦЕНКА СТРУКТУРЫИ ТВЕРДОСТИ ЗТВ НА ОСНОВАНИИ ДАННЫХ РЕЖИМА СВАРКИ И СВАРИВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
Дисциплина "Металлургия и технология процесса сварки"
Преподаватель, доктор тех.наук:______________О.И.Шевченко
Студент:___________________________________В.Д.Моисеев
Hаправление:______________________________”Металлургия”
Группа:____________________________________Т-352201 МEТ
Нижний Тагил
ОЦЕНКА СТРУКТУРЫИ ТВЕРДОСТИ ЗТВ НА ОСНОВАНИИ ДАННЫХ РЕЖИМА СВАРКИ И СВАРИВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель: Оформить в виде таблицы задание к практической работе, Руководствуясь заданием выбрать расчетную формулу, выписать значения коэффициента теплопроводности и объемной теплоемкости для заданной марки стали, выписать в таблицу значения критических точек для заданной марки стали, произвести расчет термического цикла сварки для точки расположенной в зоне термического влияния, рассчитать время достижения критических точек на кривой охлаждения, построить ветвь охлаждения термического цикла сварки, сделать выводы по структуре и твердости в расчетной точке зоны термического влияния.
СХЕМАТИЗАЦИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕПЛОТЫПРИ СВАРКЕ
Распространение теплоты существенно зависит от формы и размеров тела. Точный учет конфигурации тела может привести к таким усложнениям расчета, что его практическое использование окажется затруднительным. Поэтому во всех тех случаях, когда пренебрежение второстепенными особенностями формы тела не приводит к большим погрешностям расчета, целесообразно упрощать формы рассматриваемых тел, сводя их простейшим. Обычно выбирают одну из следующих основных схем. Расчетные схемы.
Бесконечная пластина - тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями z=0 и r=δ. Температура по толщине листа δ распределена равномерно, и теплота распространяется только в плоскости x0y. Схема соответствует случаю сварки пластины встык или укладки углового шва с полным проплавлением.
ЭФФЕКТИВНАЯ ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ СВАРОЧНОГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛОТЫ
Эффективная тепловая мощность сварочного источника теплоты, т.е. количество теплоты, вводимой при сварке источником в деталь в единицу времени, если известны параметры режима сварки, определяется по формуле q= η*I*U
где I – сварочный ток А; U – напряжение на дуге В; η – эффективный к.п.д. процесса нагрева.
q=0.7*350*28=6860 Вт
НАГРЕВ ПОЛУБЕСКОНЕЧНОГО ТЕЛА, ПЛОСКОГО СЛОЯ И ПЛАСТИНЫПОДВИЖНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ
В случае же сварки тонких листов встык за один проход используют схему нагрева бесконечной пластины подвижным линейным источником
r= 
где K0(u) - функция Бесселя. х2
Таблица 1. Расчет термического цикла сварки для точки с координатой
| x, см | время, с | r, см | u | Kо(u) | экспонента | T, 0С |
| 2,953662 | 0,036653 | 276,125 | ||||
| 0,5 | 0,57 | 1,118034 | 3,302294 | 0,024546 | 3,977643884 | 735,5411 |
| 1,14 | 1,414214 | 4,177108 | 0,009158 | 15,82165087 | 1091,556 | |
| 1,5 | 1,7 | 1,802776 | 5,324789 | 0,002588 | 62,93289283 | 1227,076 |
| 2,27 | 2,236068 | 6,604588 | 0,000649 | 250,3246363 | 1223,555 | |
| 2,5 | 2,84 | 2,692582 | 7,952977 | 0,000154 | 995,7022587 | 1154,896 |
| 3,41 | 3,162278 | 9,340298 | 3,56E-05 | 3960,549 | 1060,866 | |
| 3,5 | 3,98 | 3,640055 | 10,75149 | 8,09E-06 | 15753,65351 | 960,6296 |
| 4,55 | 4,123106 | 12,17826 | 1,83E-06 | 62662,42354 | 863,0418 | |
| 4,5 | 5,11 | 4,609772 | 13,61571 | 4,11E-07 | 249248,8058 | 771,9553 |
| 5,68 | 5,09902 | 15,06078 | 9,22E-08 | 991422,988 | 688,7895 | |
| 5,5 | 6,25 | 5,59017 | 16,51147 | 2,07E-08 | 3943527,585 | 613,7818 |
| 6,82 | 6,082763 | 17,96642 | 4,63E-09 | 15685948,38 | 546,6086 | |
| 6,5 | 7,39 | 6,576473 | 19,42468 | 1,04E-09 | 62393116,66 | 486,6986 |
| 7,95 | 7,071068 | 20,88554 | 2,32E-10 | 248177598,9 | 433,392 | |
| 7,5 | 8,52 | 7,566373 | 22,34851 | 5,19E-11 | 987162108,5 | 386,0211 |
| 9,09 | 8,062258 | 23,81318 | 1,16E-11 | 343,9499 | ||
| 8,5 | 9,66 | 8,558621 | 25,27927 | 2,61E-12 | 306,5913 | |
| 10,23 | 9,055385 | 26,74654 | 5,84E-13 | 273,4132 | ||
| 9,5 | 10,8 | 9,552487 | 28,21481 | 1,31E-13 | 2,47111E+11 | 243,939 |
| 11,36 | 10,04988 | 29,68393 | 2,94E-14 | 9,8292E+11 | 217,7444 |
Таблица 2
| Марка стали | I, A | U, В | ɳ, % | V(см/с) |
| Ст10 | 0,7 | 0,88 |
Таблица 3
| λ, Вт/(см*К) | с*ϒ Вт/(см3*град) | a см2/c | b 1/c | α Вт/(см2*К) | С, Дж/кг0С | Р, кг/см3 |
| 0,58 | 3,66 | 0,159 | 0,175 | 0,008 |
Таблица 4
| Ac3 | Ac1 | Mн | tн |
Ветвь охлаждения термического цикла. 
Вывод: структура состоит из 70% ферита, 5% перлита и 20% бинита. При этом твердость составила 187 HV.
Список литературы:
1. Марочник сталей и сплав/ В.Г Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др; Под общ. ред. В.Г. Сорокина.-М.:Машиностроение, 1989 - 640с.
2. Поплва А.Е., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета - раствора в сплавах титана. Справочник, М.:"Металургия", 1991.-503с.