Орієнтовний вибір режиму зварювання.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Орієнтовний вибір режиму зварювання.



Основними параметрами процесу електронно-променевого зварювання є: сила струму електронного променя, прискорююча напруга, швидкість зварювання, сила струму магнітної фокусуючої лінзи, що визначає положення фокуса променя відносно поверхні та діаметр плями нагрівання виробу, тиск у гарматі та зварювальній камері, а також відстань від електронної гармати до деталі [6].

Велика потужність і локальність нагрівання дозволяють використовувати промінь для зварювання будь-яких металів значних товщин. Експериментально встановлено, що при русі променя метал плавиться а передній стінці кратера. Потім розплавлений метал переміщується до задньої

 
 


стінки, де він кристалізується (рис. 2.2). Перенос металу в зону кристалізації відбувається по стінках кратера.

1 – розплавлений метал; 2 – електронний промінь; 3 – напрям зварювання; 4 – передня стінка кратера; 5 – задня стінка кратера

Рисунок 2.2 Схема руху розплавленого металу при ЕПЗ

 

Переміщення металу в кратері пояснюється дією сил, обумовлених нерівномірним розподілом температури в кратері. При напрямку зварювання 3 на передній стінці кратера 4 температура поверхневого шару може досягати температури кипіння, а на задній стінці кратера 5 метал кристалізується. Чим вищою є температура, тим меншою є сила поверхневого натягу. Тому при наявності градієнта температур на поверхні рідкого металу зявляється додаткове термокапілярне напруження, яке діє тангенціально до поверхні. Його величина визначається градієнтом поверхневого натягу. Вона прагне привести поверхню рідини в рух у напрямку від високих до нижчих температур, тобто в сторону зменшення температури. Додатковою причиною руху розплавленого металу служить кривизна поверхні кратера.

Явище переміщення металу в кратері досить складне і залежить від параметрів режиму зварювання [4].

Термічний цикл розраховуємо для точки, що нагрівається до 1350 ºC [7]. Визначаємо розподіл максимальних температур по осі Y.

Вони розраховуються за формулою:

(2.1)

де q – ефективна теплова потужність, Дж/с;

– об’ємна теплоємність. Залежить від зварювального матеріалу = 5 Дж/(см3·К);

δ – товщина пластини, см; δ = 1,4 см;

V – швидкість зварювання, см/с; V = ,083 см/с;

b – коефіцієнт температуровіддачі, с-1 :

, (2.2)

де α– коефіцієнт тепловіддачі, α = 3 · 10-3 Дж/(см2 ·с·К).

, с-1

а – коефіцієнт температуропроводності, см2 /с:

, (2.3)

де λ – коефіцієнт теплопровідності, λ = 0,4 Дж/(см·с·К).

см2 /с.

Ефективна теплова потужність визначається за формулою:

, (2.4)

де Ізв – струм зварювання, А Ізв = 0,2 А;

Uпр – напруга прискорювальна, В Uпр = 60 · 103 В;

η – коефіцієнт, який залежить від виду зварювання.

Підтверджено, що ηt = 0.484 є теоретична межа термічної ефективності електронно-променевого зварювання при моделі нагріву тіла лінійним джерелом теплоти. Ефективний КПД процесу нагріву основного металу електронним пучком ηп = 0,95, оскільки втрати на випромінювання, в тому числі рентгенівське, незначні [8,9]. Повний тепловий КПД електронно-променевого зварювання слід рахувати як

η = ηп ∙ ηt = 0,45 (2.5)

Тоді q за формулою (2.4)дорівнює:

q = 0,2 · 60 · 103 · 0,45 = 9000 Дж/с

Підставивши отриманні значення у формулу (2.1), отримаємо:

Результати розрахунків максимальних температур по осі Y занесемо у таблицю 2.3.

 

Таблиця 2.3 – Розподіл максимальних температур по осі Y

у, см 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8
Т, ºC

 

Графік максимальних температур надано на рисунку 2.3.

З рисунку видно, що точка нагріта до 1350 ºC знаходиться від джерела нагріву на відстані yо = 0,16 см. Розрахунок термічного циклу точки, що нагрівається до 1350 ºC для потужного джерела виконується за формулою: (2.6)

де t – час від початку зварювання до моменту, коли джерело перетинає площину, в якій знаходиться дана точка, с;

y0 – відстань від джерела нагріву до точка, яка нагріта до 1350 ºC, см.

Підставимо значення у формулу (2.6), отримаємо:

Результати розрахунків приведені в таблиці 2.4

 

Таблиця 2.4 – Результати розрахунку термічного циклу

t, c 0,05 0,07 0,1 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5
T,ºC
t, c
T,ºC

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.234.223.227 (0.007 с.)