Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Учет стадии выравнивания температур
|
|
После окончания действия источников в первом проходе, введенная температура рассчитывается по формуле, учитывающей стадию выравнивания температур (17):
, (23)
где 
– температура точки на стадии выравнивания температур, °С;
– температура предельного состояния на стадии выравнивания температур, °С;
– время от момента окончания сварки, с. Это время начинает свой отсчет с момента окончания первого прохода.
– коэффициент теплонасыщения, определяемый по формуле (14), однако влияние его на температуру начинается только после прекращения действия источника (в пределах времени t K). t K= t 2 пр.
Рисунок 5. Коэффициент выравнивания для реального источника
Рисунок 6 Коэффициент выравнивания для фиктивного источника
Таким образом, итоговый термический цикл рассчитывается по формуле (19) путем суммирования циклов двух проходов, при этом цикл второго прохода начинает свой отсчет с момента времени t=27, 5 с.
(24)
(25)
Теперь можно составить таблицу для окончательного расчета термоцикла.
Таблица 5 – Термический цикл для точки по оси шва, отстоящей от источника на 3 мм
| t, с | T, °С | t, с | T, °С | t, с | T, °С | t, с | T, °С | t, с | T, °С | t, с | T, °С |
| 0, 0 | 117, 8 | 9, 5 | 439, 3 | 19, 0 | 201, 9 | 29, 0 | 1678, 8 | 38, 5 | 451, 1 | 48, 0 | 221, 4 |
| 0, 5 | 4568, 3 | 10, 0 | 418, 8 | 19, 5 | 194, 8 | 29, 5 | 1426, 6 | 39, 0 | 432, 4 | 48, 5 | 214, 0 |
| 1, 0 | 2044, 7 | 10, 5 | 399, 7 | 20, 0 | 187, 9 | 30, 0 | 1259, 1 | 39, 5 | 414, 9 | 49, 0 | 206, 9 |
| 1, 5 | 1564, 4 | 11, 0 | 381, 9 | 20, 5 | 181, 4 | 30, 5 | 1135, 2 | 40, 0 | 398, 3 | 49, 5 | 200, 0 |
| 2, 0 | 1313, 8 | 11, 5 | 365, 3 | 21, 0 | 175, 1 | 31, 0 | 1037, 6 | 40, 5 | 382, 7 | 50, 0 | 193, 5 |
| 2, 5 | 1148, 5 | 12, 0 | 349, 6 | 21, 5 | 169, 1 | 31, 5 | 957, 5 | 41, 0 | 367, 9 | 50, 5 | 187, 2 |
| 3, 0 | 1027, 0 | 12, 5 | 335, 0 | 22, 0 | 163, 3 | 32, 0 | 889, 8 | 41, 5 | 353, 9 | 51, 0 | 181, 1 |
| 3, 5 | 932, 0 | 13, 0 | 321, 1 | 22, 5 | 157, 8 | 32, 5 | 831, 5 | 42, 0 | 340, 5 | 51, 5 | 175, 3 |
| 4, 0 | 854, 6 | 13, 5 | 308, 1 | 23, 0 | 152, 5 | 33, 0 | 780, 4 | 42, 5 | 327, 9 | 52, 0 | 169, 7 |
| 4, 5 | 789, 7 | 14, 0 | 295, 7 | 23, 5 | 147, 4 | 33, 5 | 735, 1 | 43, 0 | 315, 8 | 52, 5 | 164, 3 |
| 5, 0 | 734, 0 | 14, 5 | 284, 1 | 24, 0 | 142, 5 | 34, 0 | 694, 4 | 43, 5 | 304, 3 | 53, 0 | 159, 0 |
| 5, 5 | 685, 6 | 15, 0 | 273, 0 | 24, 5 | 137, 8 | 34, 5 | 657, 6 | 44, 0 | 293, 4 | 53, 5 | 154, 0 |
| 6, 0 | 642, 8 | 15, 5 | 262, 5 | 25, 0 | 133, 3 | 35, 0 | 624, 1 | 44, 5 | 282, 9 | 54, 0 | 149, 2 |
| 6, 5 | 604, 7 | 16, 0 | 252, 5 | 25, 5 | 128, 9 | 35, 5 | 593, 4 | 45, 0 | 272, 9 | 54, 5 | 144, 5 |
| 7, 0 | 570, 5 | 16, 5 | 243, 1 | 26, 0 | 124, 8 | 36, 0 | 565, 1 | 45, 5 | 263, 4 | ||
| 7, 5 | 539, 4 | 17, 0 | 234, 0 | 26, 5 | 120, 7 | 36, 5 | 539, 0 | 46, 0 | 254, 2 | ||
| 8, 0 | 511, 1 | 17, 5 | 225, 4 | 27, 0 | 116, 8 | 37, 0 | 514, 7 | 46, 5 | 245, 5 | ||
| 8, 5 | 485, 2 | 18, 0 | 217, 2 | 27, 5 | 224, 6 | 37, 5 | 492, 1 | 47, 0 | 237, 1 | ||
| 9, 0 | 461, 3 | 18, 5 | 209, 4 | 28, 0 | 4680, 8 | 38, 0 | 470, 9 | 47, 5 | 229, 1 |
Рисунок 7 Термический цикл для точки по оси шва, отстоящей от источника на 3 мм
2. Оценка скорости охлаждения методом графического дифференцирования
и расчетным методом
По условию Т=500 °С Пусть первоначально Т0= 0°С. Значит Δ Т примем равным 500 °С. Изменение температуры на один градус Цельсия тождественно изменению температуры на один кельвин, а расчетная формула использует расчет в кельвинах, будем считать в кельвинах. cp=5, 2 Дж /см2∙ K для стали 20ХМА.
График тоже обозначим в кельвинах. Построим часть графика первого прохода для определения мгновенной скорости охлаждения, значения выберем в окрестностях точки при 500 °С (773, 15 К).
Рассчитаем масштабы отображения с помощью средств САПР «Компас». Построим касательную прямую через точку, температура которой равна 773, 15 К.
Отложим отрезок произвольной длины левее оси графика мгновенной скорости охлаждения. Это полюсное расстояние. Через его начало проведем прямую, параллельную построенной касательной. Отрезок, который отсечет на вертикальной оси эта прямая, есть ордината мгновенной скорости. Чтобы рассчитать действительное значение мгновенной скорости, надо длину отрезка умножить на рассчитанный масштаб.
Мгновенная скорость охлаждения расчетным методом с известными допущениями в пластине определяется по формуле [11, с. 250]:
(26)
В справочнике же указано что мгновенная скорость охлаждения ЗТВ для 20ХМА не должна превышать 
= 2…20 К/с. (по Шоршорову М.Х.)
К
773, 15-Т0≤ 444, 74
Для ровного счета округлим до 440 К.
Следовательно рассчитаем температуру подогрева Т0.
Т0=773, 15-440=333, 15 К (60°С)
Следовательно, расчетная мгновенная скорость охлаждения ЗТВ не будет превышать 19, 36 °С/с при температуре 500 °С и предварительной температуре подогрева 60 °С.
Если придерживаться рекомендованных параметров [15], то считается что стали такой марки требуется (для массивных деталей) подогрев до 200-250 °С, тогда скорость охлаждения ЗТВ будет 5°С/с. В проекте труба не массивная, поэтому можно оставить 60°С.
|
|