Определение ширины зоны нагрева между изотермами

Определение ширина зоны нагрева между двумя заданными изотермами аналитическим способом осуществляется по формуле [4]:

, (6.14)

где у_{мах 1} - максимальное значение координаты по оси Оу при заданном значении приращения температуры ДТ₁, см; у_мах2 - максимальное значение координаты по оси Ох при заданном значении приращения температуры ДТ₂, см; 2l - ширина зоны нагрева между двумя изотермическими линиями, см.

Максимальное значение координаты по оси Оу при заданном значении приращения температуры определяется по формуле (4.1):

При ДТ₁ = 181 К у_мах1 = 2,558 см, и при ДТ₂, = 326 К у_мах2 = 1,727 см;

 см.

Определение ширины зоны нагрева между двумя заданными изотермами графическим способом осуществляется по графику изотермических линий. 2l = 1,62 см.

После определения ширины зоны нагрева между двумя заданными изотермами графическим и аналитическим способом, определим относительную погрешность по формуле:

, (6.15)

где е - относительная погрешность, %; 2l_а - ширина зоны нагрева между двумя заданными изотермами, определенная аналитическим способом, см; 2l_г - ширина зоны нагрева между двумя заданными изотермами, определенная графическим способом, см.

.

Заключение

В данной курсовой работе производится расчет тепловых полей при однопроходной сварке по заданным условиям (таблица 1). В ходе выполнения работы были определены значения температуры при различных значениях координат х, у и времени t (таблица 4). На основании полученных расчетных данных был построен график изотермических циклов, для точек, лежащих на оси шва при разных значениях координаты у и времени t (рисунок 1). По данному графику можно судить о корректности, предложенных справочной литературой [3], основных режимов сварки, а именно силе сварочного тока, напряжения на дуге и скорости сварки. В данном варианте можно говорить о там, что предложенные режимы сварки были не корректны, потому что они не обеспечили оптимальных условий для процесса сварки, а именно расплавления металла и образования сварочной ванны. Для получения оптимальных условий сварки необходимо изменить один или несколько из основных режимов сварки. Например, увеличение силы сварочного тока, напряжения на дуге и уменьшение скорости сварки приведут к резкому увеличению температуры, до которой разогревается метал, и следовательно к образованию сварочной ванны. Кроме того по графику изотермических циклов (рисунок 1) можно определить ряд параметров сварочной ванны.

Так же в данной работе был построен график изотермических линий (рисунок 2), для чего были определены значения координаты у при различном значении координаты х, и заданных приращениях температуры и времени (таблица 5,6,7). Соответственно по данному графику можно определить ряд таких важных параметров, как ширина сварочного шва или длина сварочной ванны. Так же была определена зависимость характера и вида изотерических линий от величины эффективной тепловой мощности и скорости сварки. Уменьшение эффективной тепловой мощности, при неизменном значении других параметров, привело к уменьшению размера изотермических линий, то есть к уменьшению длины сварочной ванны и ширины сварочного шва, а уменьшение скорости сварки, при неизменном значении других параметров, наоборот, привело к увеличению размеров изотермических линий. На основании этого можно сделать вывод о том, что уменьшение скорости сварки и увеличение эффективной тепловой мощности способствует большему нагреву метала, а следовательно, повышается вероятность образования сварочной ванны.

Помимо построения графиков изотермических линий (рисунок 2) и изотермических циклов (рисунок 1), в курсовой работе были определены параметры сварочной ванны, к которым относятся такие важные характеристики, как ширина сварочного шва, длина сварочной ванны или мгновенная скорость охлаждения, или ширина зоны нагрева, графическим и аналитическим способами. Сопоставление данных полученных аналитическим и графическим методами позволяет судить о правильности расчетов проведенных для построения графиков изотермических линий (рисунок 2) и изотермических циклов (рисунок 1). В данном варианте различие величин параметров сварочной ванны, определенных графическим и аналитическим методами в большинстве случаев не привыкает 10%, что свидетельствует о правильности расчетов. Различие больше чем в 10% можно объяснить наличием ряда допущений, которые полагаются при определении и выборе расчетной схемы, а также в формулах предложенных справочной литературой [4] для определения параметров сварочной ванны аналитическим способом.