CC BY
19
B.C. Андык, В.И. Рязанов
1 d Д t
Alc = —'(Т1 "~TT + At~ КЮ AQBbW ) > °С-
а1
Производная приращения средней температуры теплоносителя по времени
dAtc 1 d2At dAt dAQBbiÄ
+ - K1()--—-) , °C/c.
d т К4 1 йт2 ёт ш dт
dAtc
Подставляя найденные значения А1 и - в (14) получим искомое
с д т
дифференциальное уравнение системы «помещение - теплообменник» при возмущениях со стороны изменения расхода теплоносителя через теплообменник и со стороны изменения количества выделенного (поглощаемого) в помещении тепла.
«ЗЛОпмп
тз^Г + 2^тз^+А1=к12.А01(т-тл+к13.(т2.-^д + ддвыд) . с,
Параметры Т3 , имеют те же расчетные формулы, что и в уравнении (12).
УДК 621.791.754
ПРИРАЩЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ТОЧКЕ КОНТАКТА КАПЛИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА С ПОВЕРХНОСТЬЮ СВАРИВАЕМОГО
ИЗДЕЛИЯ ПРИ СВАРКЕ В С02
С.Б. Сапожков, В.Т. Федько Филиал Томского политехнического университета, г. Юрга
Существенным недостатком способа сварки в СО2 является повышенное разбрызгивание металла и связанное с ним набрызгивание поверхности свариваемых изделий, сборочно-сварочных приспособлений и деталей сварочной аппаратуры. Набрызгивание изделий, деталей сварочной аппаратуры и сборочно-сварочных приспособлений при сварке в углекислом газе увеличивает трудоемкость операции очистки их поверхностей от брызг расплавленного металла до 30 - 40 %, расход виброинструмента и энергии, что повышает себестоимость изготовления сварных конструкций.
Снижение набрызшвания обеспечивается тем, что поверхность металла, подлежащего сварке, покрывается защитным слоем или в виде экрана, или в виде раствора веществ - защитного покрытия, высыхающего перед сваркой и препятствующего сцеплению брызг с основным металлом.
Тепловое воздействие дуги на вязкость и защитные свойства защитных покрытий, находящихся в различном агрегатном состоянии, при сварке в углекислом газе
Эффективная защитная способность покрытий зависит от ряда предъявляемых к ним требований, одним из главных следует считать термостойкость компонентов покрытия, достаточность которой зависит от характера взаимодействия брызг расплавленного металла с поверхностью свариваемого изделия. Характер этого взаимодействия зависит, в свою очередь, от количества тепла, содержащегося в капле в момент контакта, и изменения температуры капли с течением времени.
До настоящего времени в литературных источниках теплоотдача капель в свариваемый металл практически не рассматривалась. Поэтому была сделана попытка расчетным путем, используя методику, представленную в работах [1,2,3], установить теплоотдачу капли в свариваемый металл в момент их контакта (рис. 1):
А Т =
2 см е
4а(н—-—)] 4ак ]
ср
Г
4 л а
1
/ + V 4 а к
-г7(4а,)
_е_
{4к а*)"2
(1)
где АТ - приращение температуры в рассматриваемой точке, С; С> - теплота, содержащаяся в капле в месте контакта с поверхностью свариваемого металла (энтальпия АН), Дж; ср - произведение теплоемкости на плотность материала капли,Дж/град см3; Як -радиальное расстояние от рассматриваемой точки до оси отпечатка капли (радиус отпечатка капли), см; а - коэффициент температуропроводности, см2/с; 1 - время, отсчитываемое с момента введения теплоты, с; Ъ - глубина, на которую распространяется теплота, см; к - коэффициент сосредоточенности теплового потока капли, равный (3,46МК)2 (с!к - диаметр рассматриваемой капли, см).
-1,4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0,4 -0.2 0 0,2 0,4 0.6 0,8 1 1.2 1,4
-100
N
и о о
2
X
О»
3 «
о. 5 О.
С
-300
-500
-700
-900
-1100
-1300
j -1500
Радиальное расстояние, см
Рис.1.
Однако сложность вывода расчетного выражения заключается в отсутствии расчетной схемы контактного процесса. Поэтому построение этой схемы являлось целью данной работы.
Рассматривая теплоотдачу капли в свариваемый металл в месте их контакта, можно придти к выводу, что приращение температуры в точке контакта можно описать как
С.Б. Сапожков, В.Т. Федько
приращение температуры в точках полубесконечного тела в случае действия мгновенного нормально кругового источника (рис. 2).
Рис.2.
Однако данная схема не учитывает теплового воздействия сварочной дуги на точку контакта. Поэтому, принимая сварочную дугу как сосредоточенный источник теплоты в полубесконечном теле и с учетом распределенного источника теплоты (капля) была получена расчетная схема для построения приращения температуры по месту контакта (точка А) капли расплавленного металла с поверхностью свариваемого изделия (рис. 3).
Литература:
1. Федько В.Т. Тепловое взаимодействие брызг (капель) расплавленного металла с поверхностью деталей при сварке в С02 // Сварочное производство, 1993, № 11/12.
2. Федько В.Т., Сапожков С.Б. Исследование температурных полей в зоне контакта капель (брызг) расплавленного металла с поверхностью свариваемого металла// Сварочное производство, 1998, № 10.
3. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. - М.: Машгиз, 1951.
