Начертите температурное поле подвижного источника.

Начертите температурное поле неподвижного источника.

При подвижном источнике, движущемся с постоянной скоростью, связанное с ним температурное поле предельного состояния называют квазистационарным.

Температура распределена симметрично относительно оси перемещения источника нагрева.

Изотермы поля предельного состояния процесса распространения тепла от подвижного сосредоточенного представляют собой овально замкнутые кривые, смещённые относительно источника в сторону, обратную направлению перемещения. Чем быстрее движется источник, тем более вытянуты изотермические кривые.

 

12 Дайте определение понятия, «квазистационарный процесс нагрева».

Применительно к процессу электродуговой сварки процесс распространения вводимого тепла следует рассматривать таким образом, что в момент зажигания дуги тепло дуги вводится в холодный металл, начальная температура которого постоянна во всём объёме изделия. По мере горения дуги вводимое ею тепло постепенно нагревает металл изделия. При этом размеры (длина, ширина, глубина) прилегающей к источнику нагретой зоны увеличивается. Когда размеры зоны, нагретой выше определённой температуры T_m , перестают увеличиваться, считают, что процесс распространения в этой зоне практически достиг предельного установившегося состоянию, т. е наступил процесс уравнивания скорости вводимого в единицу времени тепла с поверхности и скорости передачи введенного тепла в тело детали. Такой процесс принято называть «квази-стационарным», т. е. условно неподвижным. изотермами. Изотермическая поверхность представляет собой геометрическое место точек нагреваемого тела, имеющих одинаковую температуру.

13. Дайте определение понятия, «тонкий лист» с точки зрения процесса нагрева

По Н. Н. Рыкалину характеристика температурного поля связана с параметрами сварочного процесса и теплофизическими свойствами свариваемого материала выражением: T_max. =0,23q/vcgr², откуда следует, что

r²=0,23q/ vcg T_max. Это радиус изотермы, ограниченной значением T_max. равной температуре плавления всегда имеет конечную величину, т. к. параметры v, c, g для каждого данного материала остаются постоянными, текущим параметром является только тепловая мощность источника нагрева q. Более того зависимость радиуса изотермы и мощность источника нагрева имеют квадратичное соотношение. В разумных реальных пределах даже при 10 кратном соотношении максимальной и минимальной мощности источника нагрева, соотношение максимального и минимального радиусов изотермы точки плавления данного материала будет всего лишь не более 3-кратного.

Н. Н. Рыкалин предложил следующее соотношение размерных параметров свариваемого материала и мощности источника нагрева: если толщина свариваемого материала сопоставима с глубиной сварочной ванны, т. е для углеродистых конструкционных сталей изотерма T_{max. 1500} не должна выйти на сторону листа, противоположную стороне подвода тепла, во избежание протекания жидкого металла дна сварочной ванны, то такой лист называется «тонкий лист».

14. Дайте определение понятия, что такое «толстый лист» с точки зрения процесса нагрева

Н. Н. Рыкалин предложил следующее соотношение размерных параметров свариваемого материала и мощности источника нагрева: если толщина свариваемого материала существенно превосходит глубину сварочной ванны, т. е для углеродистых конструкционных сталей изотерма T_max. = T₀ выходит на сторону листа, противоположную стороне подвода тепла, то такой лист называется «толстый лист».

15. Дайте определение понятия, что такое «полубесконечное тело».

Типы распространения тепла в металле, нагреваемом сварочной дугой, весьма разнообразны. На эти процессы влияют размеры и форма свариваемых изделий, условия их теплообмена с окружающей средой, тепловая мощность сварочной дуги, распределение её теплового потока по поверхности и глубине изделия.

Расчет распространения тепла в металле при сварке должен установить основные закономерности этого процесса и выявить влияние этих факторов. Для расчета процесса нагрева и охлаждения металла изделия при дуговой сварке необходимо выбрать подходящую расчетную схему, выделяющую основные особенности рассматриваемого процесса и пренебрегающую второстепенными. Учет второстепенных особенностей в расчетной схеме процесса часто существенно осложняет решения, так что их практическое применение становится неэффективным.

Н. Н. Рыкалин предложил термин «полубесконечное тело». С точки зрения формулировок чисто математических термин «половина бесконечности» является абсурдом, но с точки зрения прикладного изучения процесса распределения тепла при сварке - это вполне логичный термин, так как тело в практическом масштабе имеет одно ограничение - плоскость с точкой подвода теплового потока. Далее по всем трём координатным плоскостям тело в практическом смысле не ограничено. Это допущение существенно упрощает процесс изучения нагрева при сварке, т. к. Разогретый металл концентрируется в ограниченном объёме с минимальной внешней поверхностью, что даёт нам основания пренебречь конвекционными потерями тепла в окружающую атмосферу и считать, что весь поток распространяется в тело нагреваемой детали совершенно симметрично относительно точки и плоскости ввода тепла.

16. Как рассчитывается мощность источника нагрева?

Тепловая мощность электрической дуги рассчитывается по известной классической формуле

q=0,24.m.W кал/сек.

где:

q-тепловаямощность в калориях,

W-электрическаямощность в ваттах.

m - коэффициент полезного действия дуги.