Казанский национальный исследовательский технический
Университет им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ)
Институт Авиации, наземного транспорта и энергетики
Кафедра Материаловедения, сварки и производственной безопасности
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Сварочные процессы и оборудование»
Выполнил: студент гр. 1475
Ф.И.О.
Проверил: к.т.н., доцент
Беляев А.В.
Казань – 2015
MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF RUSSIAN FEDERATION
Kazan National Research Technical University
Named after A.N. Tupolev – KAI
Institute of Aviation, Land Transport and Energy
Department of Materials Science, Welding and Production Safety
COURSE WORK
in the discipline «Welding processes and equipment»
Completed: student group №1475
Accepted: Ph.D., Associate Professor
Belyaev A.V.
Kazan – 2015
Содержание
Задание………………………………………………………………………..…..4
1. Температурное поле предельного состояния………………………….…….5
2. Построение изотерм температурного поля предельного состояния……….7
3. Распределение максимальных температур……………………………….….8
4. Термический цикл в точке А………………………………………………….9
5. Список использованной литературы……………………………….…………11
ЗАДАНИЕ
Листы толщиной S, мм из малоуглеродистой стали сваривают встык.
По выбранному режиму сварки требуется:
1) построить температурное поле предельного состояния;
2) найти распределение максимальных температур в зависимости от расстояния от оси шва;
3) определить изменение температуры в заданной точке А в процессе сварки.
Режим сварки:
| - величина сварочного тока | Iсв =…А |
| - напряжение на дуге | Uд =…В |
| - диаметр электрода | dэ =… мм |
| - необходимая площадь наплавки: высота основание | …мм …мм |
| - толщина листа | …мм |
| - зазор между листами | …мм |
| - коэффициент наплавки | …г/А·час |
На основании исходных данных начнем расчет.
Необходимая площадь наплавки с учетом усиления будет равна:
Fн =…мм2
Скорость сварки определиться из соотношения:
 |
Для дуговой сварки примем эффективный к.п.д. дуги η=0,7 и определим эффективную тепловую мощность дуги:
 |
Температурное поле предельного состояния
Для построения температурного поля предельного состояния, соответствующего выбранному режиму сварки, используем схему мощного быстродвижущегося линейного источника в пластине с теплоотдачей.
Расчетные значения коэффициентов теплофизических свойств выберем для средней температуры процесса Тср=500ºС,
| - коэффициент теплопроводности | λ=0,1кал/см·сек·ºС |
| - теплоемкость | с=0,16кал/г·ºС |
| - удельный вес | γ=7,8г/см3 |
| - объемная теплоемкость | сγ=0,16·7,8=1,25кал/см3·ºС |
| - коэффициент поверхностной теплоотдачи | α=λ/сγ=0,1/1,25=0,08кал/см2 |
| - коэффициент температуроотдачи | b=2α/сγδ=…1/сек |
Подставляя эти значения в уравнение
получаем таблицу №1.
в курсовой работе принимаются:
y0=0; 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,0; 1,1; 1,3; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0см
t=1; 2; 3; 4; 6; 9; 16; 25; 36сек
Таблица №1
| 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | |
По данным таблицы №1 строим кривые распределения температуры поперек шва в зависимости от расстояния y0 от оси шва от 0 до 5,0 см для моментов времени t от 1 до 36 сек. после прохождения центра дуги через данное сечение.
Рис.1. Кривые распределения температуры поперек шва
На графике по оси абсцисс отложено расстояние y0 от оси шва, а по оси ординат – расчетные температуры в соответствующий момент времени t. Распределение температуры в определенные моменты времени t=const представлено плавными кривыми – изохронами температуры.