- •Теория сварочных процессов
- •Содержание тем дисциплины «теория сварочных процессов»
- •1. Физические основы сваривания металлов
- •1.1. Физические основы процесса сварки металлов
- •1.2. Классификация способов сварки
- •2. Источники энергии при сварке
- •2.1. Нагрев металла электрическим током при контактной сварке
- •2.2. Электрическая сварочная дуга
- •2.3. Недуговые термические источники энергии
- •3. Тепловые процессы при сварке
- •3.1. Основные понятия и законы в расчетах тепловых процессов при сварке
- •3.2. Основные расчетные схемы нагреваемых тел и источников тепла
- •3.3. Нагрев металла сварочной дугой
- •3.4. Нагрев металла газовым пламенем
- •3.5. Нагрев и плавление присадочного металла при сварке
- •3.6. Нагрев и проплавление основного металла сварочной дугой
- •3.7. Термический цикл основного металла при сварке
- •4. Физико-химические и металлургические процессы
- •4.1. Равновесие физико-химических систем
- •4.2. Химическое сродство элементов и кислорода
- •4.3. Закон распределения вещества в двух несмешивающихся растворителях
- •4.4. Газовая фаза в зоне сварки плавлением
- •4.5. Шлаковая фаза при сварке плавлением
- •4.6. Окисление металла при сварке
- •4.7. Процессы раскисления металла при сварке плавлением
- •4.8. Рафинирование металла при сварке плавлением
- •4.9. Легирование металла при сварке плавлением
- •5. Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке
- •5.1. Особенности кристаллизации металла в сварочной ванне
- •5.2. Горячие трещины при сварке
- •5.3. Фазовые и структурные превращения в металлах при сварке
- •5.4. Холодные трещины в сварных соединениях
- •5.5. Коррозия сварных соединений
- •6. Свариваемость металлов
3. Тепловые процессы при сварке
3.1. Основные понятия и законы в расчетах тепловых процессов при сварке
Теплосодержание, теплоемкость, объемная теплоемкость. Температурное поле, изотерма, градиент температур. Понятие о передаче тепла за счет теплопроводности, конвенции и лучистого теплообмена. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Уравнение Фурье. Методы расчета теплового состояния тел. Начальные и граничные условия.
Рекомендуемая литература: [1, с. 97–107], [3, с. 120–131], [4, с. 141–152], [22, с. 9–16].
3.2. Основные расчетные схемы нагреваемых тел и источников тепла
Схематизация нагреваемых тел и источников тепла. Мгновенные сосредоточенные источники. Распределенные и непрерывно действующие источники.
Рекомендуемая литература: [1, с. 107–108], [3, с. 131–135], [4, с. 140–141, 152–157], [22, с. 17–51].
3.3. Нагрев металла сварочной дугой
Тепловые характеристики сварочной дуги. Основные стадии распространения теплоты в изделии при сварке. Понятие квазистационарного состояния, погонной энергии. Упрощённые формулы для расчёта температуры предельного состояния точки при сварке мощной быстродвижущейся дугой. Расчётные формулы для определения максимальных температур. Влияние режимов сварки, теплофизических свойств металла на характер температурных полей предельного состояния.
Рекомендуемая литература: [1, с. 117–135], [3, с. 140–165], [4, с. 157–183], [22, с. 52–111], [25, с. 22–29].
3.4. Нагрев металла газовым пламенем
Тепловые характеристики газового пламени. Расчётные схемы прочесов нагрева металла газовым пламенем для подвижной однопламенной горелки. Возможности приведения нормально-кругового источника тепла к сосредоточенному. Формулы для расчёта температурного цикла при использовании однопламенной горелки.
Рекомендуемая литература: [3, с. 165–170], [22, с. 112–178], [25, с. 31–37].
3.5. Нагрев и плавление присадочного металла при сварке
Два основных источника нагрева электрода в процессе сварки. Приближенный метод расчета процесса нагрева током. Расчетные формулы, номограммы, порядок расчета. Необходимость ограничения температуры нагрева электрода при сварке покрытыми электродами.
Тепловая мощность, вводимая дугой в электрод. К.п.д. нагрева электрода дугой, его численная величина. Мгновенная производительность процесса расплавления электрода. Влияние температуры подогрева электрода протекающим током на производительность процесса расплавления электрода. Коэффициент расплавления, его численные значения для различных способов дуговой сварки. Коэффициент наплавки, его численная величина при различных способах сварки. Расчет площади наплавки, к.п.д. наплавки.
Неравномерность плавления электрода при ручной дуговой сварке покрытыми электродами. Коэффициент неравномерности плавления электрода.
Рекомендуемая литература: [1, с. 136–143], [3, с. 171–178], [4, с. 222–228], [22, с. 179–203], [25, с. 48–50].
3.6. Нагрев и проплавление основного металла сварочной дугой
Основные параметры сварочной ванны и шва. Различные формы сварочной ванны. Расчет длины и ширины сварочной ванны, времени существования ванны, глубины проплавления.
Тепловая эффективность процесса проплавления. Распределение эффективной тепловой мощности нагрева изделия. Понятие термического к.п.д. проплавления. Способы его определения.
Производительность процессов наплавки и проплавления. Расчет площади проплавления. Возможности увеличения площади проплавления. Пути повышения производительности сварки при выполнении швов с заданной глубиной проплавления.
Рекомендуемая литература: [1, с. 143–153], [3, с. 264–273], [4, с. 228–233], [22, с. 204–226].