10780

Исследование температурного поля при сварке разнородных металлов с использованием метода электромоделирования

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Отчет по лабораторной работе №3 Исследование температурного поля при сварке разнородных металлов с использованием метода электромоделирования по дисциплине Теория сварочных процессов Цель работы: понять физический механизм лежащий в основе особенносте...

Русский

2013-04-01

6.15 MB

9 чел.

Отчет по лабораторной работе №3

«Исследование температурного поля при сварке разнородных металлов с использованием метода электромоделирования»

по дисциплине «Теория сварочных процессов»

  Цель работы: понять физический механизм, лежащий в основе особенностей распространения тепла при сварке разнородных металлов, изучив влияние коэффициента теплопроводности и расположения центра пятна нагрева источника тепла на температурное поле.

  Оборудование: работа выполняется на электроинтеграторе, который позволяет изучать процессы распределения тепла при сварке пластин из разнородных металлов. Прибор представляет собой электрическую модель теплопроводной среды. Состоит из панельного блока, коммутационных проводов, источника питания и прибора для измерений (вольтметра).

  Особенности сварки разнородных металлов:

Сварка разнородных металлов затруднена вследствие существенной разницы их теплофизических свойств, таких как: температура плавления, теплопроводность, теплоёмкость. Например, при сварке меди со сталью, медь растворяется в стали. Всё это приводит к возникновению трудноустранимых дефектов в сварных швах, трещин, непроваров, несплавлений, снижает эксплуатационную надёжность соединения.

  Программа работы:

Источник тепла располагается симметрично к стыку

1. Собрали схему коммутации, когда источник тепла расположен симметрично по отношению к стыку (рис. 1).

Рис. 1. Схема коммутации пятна нагрева симметричного стыка

2. Произвели замеры с помощью щупа и результаты записали в карту температурного поля.

3. Собрали схему коммутации, когда источник тепла расположен со смещением относительно стыка (рис. 2).

Рис. 2. Схема коммутации пятна нагрева со смещением относительно стыка

4. Произвели замеры с помощью щупа и результаты записали в карту температурного поля.

5. По заданным капам Х1 = 290; Х2 = 270; Х3 = 170; Х4 = 200; Х5 = 180; Х6 = 100, произвели расчёты и построили пятна нагрева (приложения).

Пример расчёта границ температурных полей:

    

Вывод:

По карте температурного поля видно, что распределение тепла при сварке, когда источник нагрева расположен по центру стыка и со смещением, разнородных металлов, разное. Это происходит из-за того, что у меди и стали разная теплопроводность.

При сварке, когда источник нагрева находится симметрично стыку, пятно нагрева смещается в сторону менее теплопроводного металла – стали, и расплавляет его, не затронув медь.

При сварке со смещением источника нагрева в сторону более теплопроводного металла – меди, пятно нагрева располагается на стыке пластин.

Поэтому при сварке стали с медью нужно смещать источник нагрева в сторону более теплопроводного металла, т.е. меди, чтобы концентрация тепла была больше в зоне сварке по стыку, а не полностью на стали.