Министерство образования и науки Украины
Приазовский государственный технический университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по курсу "Термодинамика и тепловые процессы при сварке"
Тема: Оценка теплового состояния точек основного металла при однопроходной с полным проплавлением сварки двух листов в стык
Мариуполь, ПГТУ, 2010 г.
Содержание
1. Задание
2. Характеристика основного металла
3. Обоснование и выбор условной расчетной схемы процесса
4. Расчет и построение термических циклов точек основного металла
5. Расчет максимальных значений температуры
6. Построение изохрон
7. Построение изотерм температурного поля
8. Расчет мгновенной скорости охлаждения при данной температуре
9. Время пребывания точек основного металла при температуре, выше заданной
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Реферат
Курсовая работа содержит: ____ страниц машинописного текста, 9 рисунков, 8 таблиц, 5 приложений, 8 литературных источников.
Овладение методами тепловых расчетов при автоматической сварке под слоем флюса и построение температурного поля, возникающего вокруг источника тепла в свариваемых изделиях в виде бесконечного тела. Рассчитываются максимальные значения температуры, изотерм температурного поля, мгновенная скорость охлаждения при данной температуре, времени пребывания точек основного металла при температуре выше заданной; построение изохрон и изотерм температурного поля.
1. Задание Оценить тепловое состояние точек основного металла при однопроходной с полным проплавлением сварке двух листов в стык.
Исходные данные:
1. Ток сварки: I = 220 А;
2. Напряжение на дуге: V = 25 В;
3. Скорость сварки: 20 м/ч ≈ 0,56 см/с;
4. Марка металла свариваемых пластин: Ст5Гпс;
5. Толщина свариваемых пластин: δ = 5 мм = 0,5 см;
6. Вид сварки: автоматическая электродуговая сварка под слоем флюса;
7. Исследуемые точки: у1 = 1 см = 10 мм, у2 = 2 см = 20 мм, у3 = 3 см = 30 мм.
Рис.1.1 - Схема однопроходной сварки встык двух пластин (m, n - свариваемые образцы; δ - толщина образцов; XOY - неподвижная система координат неподвижных точек; X’O’Y’ - подвижная система координат источника тепла; l = δ - линия выделения тепла (источника тепла), толщина свариваемых пластин; 1,2,3 - исследуемые точки, термопары в них устанавливаются с обратной стороны пластины в среднем ее сечении; qx, qy - тепловые потоки от источника тепла)
Требуется:
1. Рассчитать максимальные значения температуры.
2. Рассчитать и построить изотермы температурного поля.
3. Рассчитать и построить изохроны температурного поля.
4. Вычислить мгновенную скорость охлаждения при данной температуре.
5. Расчет времени пребывания точек основного металла при температуре выше заданной.
2. Характеристика основного металла Ст5гпс - сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества.
Химический состав:
Табл.2.1 - Химический состав в % материала Ст5Гпс
C Si Mn S P
Fe
0,22 - 0,3 до 0,15 0,8 - 1,2 до 0,05 до 0,04 98,26 - 98,98
Температура плавления: 1500°С;
Объемная (полная) теплоемкость: cγ = 4,74 Дж/ (см3 ∙ К);
Коэффициент температуропроводности: a = 0,085 см2/с;
Коэффициент теплопроводности: λ = 0,4 Вт/ (см ∙ К).
Все выше указанные данные взяты из приложения 1.
Повышенное содержание углерода ухудшает свариваемость стали Ст5Гпс, так как оно снижает стойкость металла шва к образованию кристаллизационных трещин и делает возможным появление в околошовной зоне малопластичных структур и холодных трещин.
Усиление чувствительности швов к кристаллизационным трещинам объясняет тем, что углерод повышает степень дендритной неоднородности распределения серы и способствует выделению ее по границам кристаллитов в виде легкоплавких сульфидных включений, увеличивающих ТИХ. ............
