Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

в случае полубесконечного тела

В случае расчетной схемы плоского слоя

Т = -- F (г. t)-!--УУШ-Ы 2.18)

где F(2, t) -функция, учитывающая отражение тепла от поверхностей слоя, численное значение которой определяется по номограмме (рис. 2.3) в зависимости от отношения г/б и безразмерного времени т=а/б. При at/6>0,5 значение F(z, t) принимают равным 1.

В формулах (2.16), (2.17) и (2.18) t - время, отсчитываемое от момента, когда источник теплоты пересек плоскость, в которой расположена рассматриваемая точка.

2.4.2. Расчет параметров термического цикла сварки

Термический цикл сварки характеризуется следующими параметрами: максимальная температура Гт, скорости нагрева и охлаждения, длительность пребывания металла выше заданной температуры (рис. 2.4).

Структурное состояние металла в различных зонах сварного соединения определяется такими параметрами термического цикла, как Гт, h (размер зерна), а также скоростью охлаждения Wo в интервале температур минимальной устойчивости аустенита мартенситных сталей (степень закалки).

Если известна зависимость температуры от времени Т = = T{t) или от расстояния, например Т=Т{х), закономерность изменения максимальной температуры может быть определена из условия

дТ/di = О или дТ/дх = 0.

Для точечного источника теплоты на поверхиостн массивного тела (2.17) получаем

Тг-Т =-. (2.19)

nevcpr

Для линейного источника в пластине (2.16) V2яе vcpbyl

Гт-Ги= „ (l--(2.20)

в формулах (2.19) и (2.30) Ги - начальная температура изделия или. температура предварительного подогрева рис. 2.4) и

о = г/§ + 4

Мгновенная скорость охлаждения Wo прн данной температуре является производной температуры по времени

Шо = dTldt.

Скорость охлаждения зависит от формы изделия, уменьшается при увеличении эффективной погонной энергии qjv и тем-

f/ff

Рис. 2.4. Термический цикл сварки

Рис. 2.5. Номограмма для определения критерия 1/8 [2]

пературы подогрева Т», а также при уменьшении толщины листа б.

При дуговой наплавке валика на массивное тело (2.17) 2лк (Т - Т„Г

ш„ = -

(2.21)

При сварке листов встык или при наплавке валика на лист малой толщины (2.16)

2пХср (Т - Г„)=>

Wo =

(2.22)

В случае расчетной схемы точечного источника на поверхности плоского слоя

2пХ (Т - Г„)

Wq= - 0)

(2.23)

где со - коэффициент, определяемый по номограмме (рис. 2.5) в зависимости от величины критерия

1 2qlv

е яб%р (Г - Гн)

(2.24)

Длительность пребывания металла выше некоторой температуры Т рассчитывается по следующим формулам: в случае 3-х мерного температурного поля при наплавке на массивное тело

Тзн 2? .

4яе vX (Гт - Тн)

(2.25)

В случае 2-х мерного температурного поля при однопроходной сварке листов

2Н -

8 Г

64яе Хер lvb(T.

r„)J

(2.26)

Коэффициенты

at ff

определяются по но-

64яе

мограмме (рис. 2.6) в зависимости от безразмерного

критерия " .

Многослойная сварка. Термический цикл при многослойной сварке зависит от длины очередного слоя (участка).

При сварке длинными участками (0,5ч-1 м) наибольшую скорость охлаждения испытывает металл первого слоя. Последующие слои укладываются, как правило, на металл, подогретый предыдущими слоями.

Для расчета скорости охлаждения первого слоя при сварке соединений различного типа (рис. 2.7) применяется схема наплавки валика на плоский слой (рис. 2.7,а). Скорость охлаждения определяется по формуле (2.23). При этом в качестве « и и б в формулы (2.23) и (2.24) подставляются величины

(fl/u)pac4 И брасч (рИС. 2.7).

Скорость охлаждения первого слоя уменьшается с ростом погонной энергии и особенно эффективно с увеличением температуры подогрева.

При многослойной сварке короткими участками (40- 400 мм) термический цикл должен обеспечить пребывание металла выше заданной температуры, а также умеренную скорость охлаждения ниже этой температуры.

Рис. 2.6. Номограммы для определения длительности нагрева :

а - при Тд>0,г; б -прих <о,2 [3]