Тепловые процессы при сварке

Основные понятия и законы тепловых расчетов сварочных процессов. Способы и виды передачи тепла в твердых, жидких телах и газах. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Конвективный теплообмен. Радиационный обмен. Краевые и начальные условия.

Распространение теплоты от неподвижного источника. Мгновенные точеч­ный, линейный и плоский источники теплоты, Принципы наложения (супер­позиция).

Непрерывно действующие неподвижные источники. Движущиеся источники теплоты. Точечный источник на поверхности полубесконечного тела. Линейный источник в бесконечной пластине, Плоский источник в беско­нечном стержне. Периоды теплонасыщения и выравнивания температуры при нагреве движущимися источниками теплоты. Быстродвижущиеся источники теплоты.

Влияние ограниченности размеров тела на процессы распространения тепла. Движение источника вблизи края тела. Нагрев двух узких пластин. Нагрев от края тела. Точечный источник наповерхности пластины. Быстродвижущийся точечный источник на поверхности пластины.

Распределенные источники теплоты. Мгновенный круговой источник. Движущийся круговой источник.

Расчет температур при сварке разнородных металлов. Использование ЭВМ для расчетов полей температур. Экспериментальное определение температур при сварке.

Влияние режимов сварки и теплофизических свойств металла на поле температур. Размер зоны нагрева. Термический цикл при однопроходной сварке. Максимальные температуры. Мгновенная скорость охлаждения металла при данной температуре. Длительность пребывания металла при температуре выше заданной. Термический цикл при многослойной сварке.

Нагрев и плавление присадочного металла. Форма сварочной ванны при различных способах сварки. Температура сварочной ванны. Тепловая эффективность процессов проплавления Термический КПД процесса. Производительность наплавки и проплавления. Тепловые процессы при электрошлаковой сварке.

Термодеформационные процессы. Структурные и фазовые превращения в металлах и сплавах при сварке. Свариваемость

Понятие о природе и видах сварочных деформаций и напряжений. Свойства металлов при температурах сварочного термического цикла. Механические свойства. Теоретические методы прогнозирования сварочных напряжений и деформаций. Графорасчетные методы. Методы, использующие аппарат теории упругости и пластичности. Методы экспериментального определения временных и остаточных деформа­ций и напряжений при сварке. Типичные поля остаточных напряжений в сварных соединениях. Остаточные напряжения в прямолинейных одно- и многопроходных сварных соединениях. Напряжения при осесимметричном нагреве. Распределение временных напряжений и деформаций при сварке.

Понятие о свариваемости. Критерии свариваемости. Общие положения теории кристаллизации. Понятие о термическом и концен­трационном переохлаждении. Гомогенная и гетерогенная кристаллизация, скорость кристаллизации. Особенности кристаллизации чистых металлов. Кристаллизация сплавов. Типы первичной структуры при кристаллизации. Особенности кристаллизации и формирования первичной структуры металла шва. Факторы, влияющие на первичную структуру сварного шва. Способы изменения структуры шва при сварке.

Химическая неоднородность металла шва. Влияние режима серки на степень химической неоднородности металла шва. Химическая неоднородность в зоне сплавления. Влияние химической неоднородности металла сварного соединения на его свойства. Дефекты кристаллической решетки. Особен­ности распределения несовершенств кристаллического строения металла сварного соединения.

Характер изменения прочности и пластичности металлов и сплавов в области высоких температур. Виды горячих трещин и природа их образования. Способы оценки сопротивляемости металлов и сплавов к образованию горячих трещин при сварке. Методы повышения сопротив­ляемости металла к образованию горячих трещин.

Фазовые и структурные превращения в металлах в твердом состоянии при сварке. Характерные зоны металла сварных соединений. Виды превра­щений в металле. Превращения при нагреве и последующем охлаждении. Фазовые и структурные превращения при сварке сталей. Превращения в основном металле при охлаждении. Сегрегация примесей на границах зерен, поли­морфные превращения и образование фаз. Способы регулирования структуры сварных соединений.

Виды и природа образования холодных трещин. Характер разрушения металла при образовании холодных трещин. Роль растворенного в металле водорода в образовании холодных трещин. Методы оценки и прогнозирования сопротивляемости металла к образованию холодных трещин при сварке.

Деформационное и термическое старение металла при сварке. Охрупчивание в связи с фазовыми превращениями. Методы оценки степени охрупчивания и способы предотвращения охрупчивания металла сварных соединений. Механизм образования трещин повторного нагрева. Сопротивляемость сталей трещинам повторного нагрева и методы повышения сопротивляемости.

Теоретические и экспериментальные сведения о свариваемости углеродистых конструкционных сталей, низко- и среднелегированных сталей, высоколеги­рованных сталей, чугунов, меди и сплавов на основе меди, никеля и его сплавов, алюминия и его сплавов, титана и его сплавов, тугоплавких металлов и металлов с высоким сродством к кислороду, нержавеющие и жаропрочных сталей и сплавов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

А) ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Основная литература

1. Басовский Л.Е.; Басовская Е.Н. Экономическая оценка инвестиций: учебное пособие. ИНФРА-М, 2007.

2. Вахрин П.И. Инвестиции: учебное пособие. Дашков и К^о, 2005.

3. Виленский П.Л. Оценка эффективности инвестиционных проектов: Теория и практика. Дело, 2004.

4. Выварец А.Д. Экономика предприятия: учебник. ЮНИТИ-ДАНА, 2007.

5. Горфинкель В.Я. (ред.); Романов А.Н.; Швандар В.А.; Аврашков Л.Я.; Антонова О.В. Экономика предприятия: учебное пособие. ЮНИТИ, 2004.

6. Дорф Р.; Бишоп Р. Современные системы управления. Серия «Технический университет». Изд: Лаборатория Базовых Знаний. 2008. 832 с.

7. Егорова Т.А. Организация производства на предприятиях машиностроения: учебное пособие. Питер, 2004.

8. Ильин А.И. Планирование на предприятии: учебное пособие. Новое знание, 2004.

9. Кунву Ли. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). Изд.: Питер. 2009. 560 с.

10. Мухамедьяров А.М. Инновационный менеджмент: учебное пособие. ИНФРА-М, 2006.

11. Новицкий Н.И. Организация, планирование и управление производством: учебно-методическое пособие. Финансы и статистика, 2006.

12. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. Изд.: МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2006. 336 с.

13. Сачко Н.С. Организация и оперативное управление машиностроительным производством: учебник. Новое знание, 2006.

14. Хачатурян Н.М. Организация производства на предприятиях машиностроения: учебное пособие. Феникс, 2006.

 

Дополнительная литература

1. Андреев Г.Н. и др. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства. Учебное пособие для студентов машиностроительных вузов. М.: Высшая школа, 1999. 416 с.

2. Баранов В.В.; Калянов Г.Н.; Попов Ю.И.; Титовский И.Н. Информационные технологии и управление предприятием. Изд.: Компания АйТи. 2004. 328 с.

3. Бирюков В.Д.; Довженко А.Ф.; Колганенко В.В. и др.: под общ. ред. Д.И.Полякова. Переналаживаемая технологическая оснастка. М.: Машиностроение, 1988. 256 с.

4. Джурабаев К.Т. Производственный менеджмент: учебное пособие. КНОРУС, 2005.

5. Жиделева В.В. Экономика предприятия: учебное пособие. ИНФРА-М, 2005.

6. Когаловский М.Р. Перспективная технология информационных систем. Москва: Изд.: АйТи, 2003. 288 с.

7. Кувшинский В.В. Автоматизация загрузки металлорежущих станков в гибких производственных системах. Учебное пособие. Свердловск: УПИ, 1987. 85 с.

8. Солонин С.И. Статистический приемочный контроль качества продукции в машиностроении: Методические указания. Свердловск: УПИ, 1988. 44 с.

9. Солонин И.С.; Солонин С.И. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. М.: Машиностроение, 1980. 110 с.

10. Солонин С.И. Статистические методы регулирования точности процессов механической обработки. Свердловск: УПИ, 1987. 68 с.

11. Филимонова Е.В. Математика и информатика. Изд.: Дашков и К. 2010. 480 с.

 

Методические разработки кафедр

1. Ашихмин В.Н.; Закураев В.В. Размерный анализ при технологическом проектировании. Учебное пособие: Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 93 с.

2. Ашихмин В.Н.; Алексеев Н.С. Основы САПР. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003.

3. Ашихмин В.Н.; Алексеев Н.С. САПР технологических процессов. Учебное пособие. Ч. 1. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000.

4. Баранчикова С.Г.; Норкина О.С.; Шабалина В.А.; Макаров А.В. Организация производства на предприятии. Учебно-наглядное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007.

5. Баранчикова С.Г.; Ершова И.В.; Третников Н.И. Инновационный менеджмент: повышение эффективности расчетно-аналитического потенциала при организационно-экономическом проектировании промышленных инноваций. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006.

6. Блинков О.Г. Организация производства на машиностроительном предприятии. Учебно-методическое пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008.

7. Воронцов В.Н.; Масленников Ф.П. Выбор систем станочных приспособлений. Методические указания по курсу «Основы конструирования приспособлений». Свердловск: УПИ, 1984. 35 с.

8. Ершова И.В.; Прилуцкая М.А. Планирование на предприятии. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008.

9. Калинина Л.Л.; Калинина Н.Е. Управление затратами. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006.

10. Мокроносов А.Г.; Мокроносова С.А.; Баранова К.Ю. Экономика машиностроительной отрасли. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006.

11. Федоров В.Б. Проектирование технологических процессов сборки машин: Конспект лекций по дисциплине «Технология машиностроения» в двух частях. Ч. 1. Ч. 2. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994.

Б) ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

1 Фролов В.В., Волченко В.Н., Ямпольский В. Я. и др. Теория сварочных процессов, М: Высшая школа, 1988. 559 с.

2 Багрянский К.В., Добротина З.А., Хренов К.К. Теория сварочных процессов. Киев: Вища школа, 1976. 423 с.

3 Петров Г.Л., Тумарев А.С. Теория сварочных процессов М:Высшая школа, 1977. 389 с.

4 Лившиц Л.С, Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. М.:Машиностроение, 1989, 336 с.

5 Шоршоров М.X. Металловедение сварки стали и сплавов титана, М: Наука, 1986. 336 с.

6 Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М: Металлургия, 1987. 688 с.

7 Попель С.И., Сотников А.И., Бороненков В.Н. Теория металлургических процессов. -М: Металлургия, 1986, 467 с.

8 Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М: Высшая школа, 1988. 496 с.

9 Походня И.К. Газы в сварных швах. М: Машиностроение, 1972. 256 с.

10 Ерохин А.А. Закономерности плазменно-дугового легирования и рафинирования металлов. М: Наука,1984, 185 с.

11 Ерохин А.А. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономерности. М: Машиностроение, 1973. 448 с.

12 Потапов Н.Н. Окисление металлов при сварке плавлением. М: Машино­строение, 1985. 216 с.

13 Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров X.Н. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах. М: Машиностроение, 1989, 264 с,

14 Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. М: Машиностроение, 1984, 280 с,

15 Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М: Машгиз, 1954. 296 с.

16 Королев Н.В. Расчеты тепловых процессов при сварке, наплавке и терми­ческой резке. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1996. 156 с.

17 Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов. М: Металлургия, 1988. 288 с.

18 Григорян В.А., Стомахин А.Я., Пономаренко А.Г и др. Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов. М: Металлургия, 1989. 288 с.

19 Атлас шлаков. Справ, изд. Пер. с нем. М: Металлургия, 1985, 208 с.

20 Подгаецкий В.В., Кузьменко В.Г. Сварочные шлаки. Справ. изд. Киев: Наукова думка, 1988. 250 с.

21 Макаров Э.А. Трещины при сварке легированных сталей М: Машиностроение, 1981. 248 с.

22 Сварочные материалы для дуговой сварки: В 2-х т. Т. 1: Защитные газы и сварочные флюсы/ Под ред. Б. П. Конищева, С. А. Курланова, Н.Н.Потапова, М: Машиностроение,1989. 544 с,

23 Сварочные материалы для дуговой сварки: В 2-х т. Т. 2; Сварочные проволоки и электроды/ Под ред. Н.Н.Потапова, Д.Н. Баранова, О.С. Каковкина. М: Машиностроение, 1993. 768 с.

24 Сварка и свариваемые материалы: В 2-х т. Т.1: Свариваемость материалов. / Под ред, Э.Л.Макарова. М: Металлургия. 1991. 528 с.