CC BY
0
Машиностроение и машиноведение
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ПЯТНУ НАГРЕВА
С УЧЁТОМ ВРЕМЕНИ ЗАРОЖДЕНИЯ ДУГИ ПРИ ПРОЦЕССЕ
НАПЛАВКИ
Людаговский Андрей Васильевич, д.т.н., с.н.с. ( avl832@mail.ru)
Российский университет транспорта (РУТМИИТ), Москва, Россия Полухин Владимир Анатольевич, начальник цеха,
(polukhin-va@mail.ru) Брестский механический завод, Белоруссия, Брест
Установлено, что распределение температуры в пятне нагрева при зарождении дуги с учётом времени действия источника совпадает с кривой распределения температуры по пятну нагрева и анодному пятну.
Ключевые слова: электромагнитная наплавка, зона термического влияния, геометрия пятна, время действия источника
Представляет определённый интерес динамика распределения температуры по пятну нагрева на начальном этапе процесса наплавки с учётом времени зарождения дуги.
В работах [1-3] рассмотрены основные факторы для расчётов значений температурных параметров пятна нагрева, анодного пятна, удельного теплового потока, и геометрии распределения температуры в зоне нагрева.
Распространения тепла мгновенного нормально-кругового источника в процессе электромагнитной наплавки (ЭМН) можно рассматривать на модельном уровне как совокупность бесконечно большого числа наложенных друг на друга цепочек дуговых разрядов (микроэлектродов), зарождённых непосредственно на границе восстанавливаемой поверхности вплоть до расплавления нанесённого материала. На рис.1 представлены снимки действия магнитного поляна конфигурацию частиц порошка наплавляемого материала в рабочем зазоре установки . На рис.2 начальная стадия зарождения дуги при процессе ЭМН.
Рисунок 1 - Действие магнитного поля в рабочем зазоре
Рисунок 2 - Зарождение дуги при процессе ЭМН.
Для получения значений распределения температуры по пятну нагрева в зависимости от времени, проинтегрируем зависимость
(Т(тн) = Тщ (1)
с учётом времени нагрева от начала (нулевого значения), до достижения
Г
1 цп
предельного состояния в центре пятна (Г(гн) =Тцп • е к1'г»2, (К"), тогда по-
лучим:
[ У -Ъ 2
Г(гн) = I -- • • е Кг'г" , см • сек •
] я-Я
(2)
где Я — коэффициент теплопроводности,
Дж
см•сек•K
£0 — начальный промежуток времени действия источника, сек; £ — конечный промежуток времени действия источника, сек. Для получения распределения кривой по радиусу пятна нагрева с учётом изменения времени зарождения дуги до предельного состояния, без учёта
толщины пластины, в следствии её малых значений, получим:
г
• е к'Гн~, см • сек •
Я
После преобразования:
ПЫ,,) =
Со
Ч
( — £0) • е к'г"2, см • сек • К.
(3)
(4)
На графике рис.3 указаны изменения температуры и значений радиуса пятна нагрева, в зависимости от времени зарождения дуги. На рис.4.приведен график распределения температуры по пятну нагрева и анодному пятну.
© © О
Т(Ь,гн) (ст-з-К)
гн) (стп • в-К)
Т> (ц, Гн) (ст ■з-К)
Г„) (ст
Т4 (г, 7 гн) (ст ■з-К)
гн (тт)
Рисунок 3 - График распределения температуры в пятне нагрева при зарождении дуги процесса ЭМН с учётом времени действия источника в исследуемом случае. = 0,2 сек; £2 = 0,5 сек; £3 = 0,8 сек; £4 = 1 сек; £ =
1,22 сек.
по пятну нагрева и анодному пятну
Сравнивая кривую распределения температуры в пятне нагрева при зарождении дуги процесса ЭМН с учётом времени действия источника (рис.3) с кривой распределения температуры по пятну нагрева и анодному пятну (рис.4), определенной согласно (1), можно в достаточной степени убедиться, что они идентичны, а значит можно предположить, что расчёт значений определяемых физических величин в анодном пятне и пятне нагрева и по приведённым формулам, применим.
Установлено, что распределение температуры в пятне нагрева при зарождении дуги с учётом времени действия источника совпадает с кривой распределения температуры по пятну нагрева и анодному пятну.
Список литературы
1. Теория сварочных процессов: учеб. для вузов / А. В. Коновалов [и др.]; под общ. ред. В. М. Неровного. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. - 752 с.
2. Моделирование нагрева системы «покрытие-подложка» при плазменной порошковой наплавке сканирующей дугой. С.С. Жаткин, В. И. Никитин, А.А. Паркин. Самарский государственный технический университет. 2009.
3. Прогрессивные технологии восстановления и упрочения деталей машин. Ж.А. Мрочек, Л.М. Кожуро, И.П. Филонов/-Минск, УП «Техно-принт», 2000 г., -263 с.
Ludagovsky Audrey V., Doctor of Technical Sciences, PhD, Russian University of Transport (RUT MIIT), Moscow, Russia ( avl832@mail.ru)
Polukhin Vladimir Anatolyevich, head of the shop,
(polukhin-va@mail.ru)
Brest Mechanical Plant, Belarus Brest
TEMPERATURE DISTRIBUTION OVER THE HEATING SPOT, TAKING INTO ACCOUNT THE TIME (ARC GENERATION DURING THE EMN PROCESS
It is established that the temperature distribution in the heating spot at the origin of the arc, taking into account the duration of the source, coincides with the temperature distribution curve over the heating spot and the anode spot. Keywords: electromagnetic surfacing, thermal influence zone, spot geometry, source action time
