Что такое погонная энергия сварки и на что она влияет
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Погонной энергией сварки называется количество тепла, выделяемое дугой на один сантиметр длины однопроходного сварного шва или валика. [2]
Повышение погонной энергии сварки ( рис. 113) сопровождается расширением разупрочненной зоны и снижением твердости металла в ней. Это вызвано увеличением объема металла, подвергавшегося высокому сварочному нагреву, и замедлением темпа охлаждения. [3]
Снижение погонной энергии сварки за счет применения более экономичных режимов или способов сварки, например автоматической сварки тонколистового металла взамен ручной. В некоторых случаях, если необходимо увеличение деформаций с целью компенсации деформации противоположного знака, погонную энергию сварки увеличивают. [5]
Повышение погонной энергии сварки ( рис. 6.6) сопровождается расширением разупрочненной зоны и снижением твердости металла в ней. Это вызвано увеличением объема металла, подвергавшегося высокому сварочному нагреву, и замедлением темпа охлаждения. [7]
С повышением погонной энергии сварки увеличивается ширина участка разупрочнения и уменьшается предел прочности сварного соединения. При одинаковой эффективной погонной энергии электроннолучевая сварка по сравнению с аргонодуговой дает более узкий разу-прочненный участок и более высокие значения прочности сварных соединений, так как прочность соединений зависит не от уровня твердости разупрочненного участка, а от его ширины. При этом следует учитывать, что участок разупрочнения имеет плавный переход к более прочным участкам зоны термического влияния. Для каждой толщины металла и способа сварки существует определенная ширина разупрочненного участка, при которой обеспечивается максимально возможное контактное упрочнение и достигается равнопрочность сварного соединения основному металлу. [8]
При уменьшении погонной энергии сварки и увеличении интенсивности охлаждения в металле шва и зоны термического влияния возрастает вероятность распада аустенита с образованием закалочных структур. [9]
Влияние подогрева и погонной энергии сварки на скорость охлаждения резче сказывается в пластинах, чем в массивных телах. [10]
Следовательно, повышение погонной энергии сварки обычно целесообразно в случае сварки сравнительно низколегированных сталей типа I. Для сталей типа I благоприятное влияние этих изменений преобладает над отрицательным влиянием, обусловленным развитием перегрева при повышении погонной энергии сварки. [11]
Влияние подогрева и погонной энергии сварки на скорость охлаждения сильнее сказывается в пластинах, чем в массивных телах. [12]
При понижении значений погонной энергии сварки хлодостойкостъ разупрочнешюго участка улучшается. [14]
Следовательно, с повышением погонной энергии сварки расширяется разупрочняемая зона, характеризуемая в данном случае понижением твердости. [15]
Дуговая сварка и резка металлов
Свойства сварочной дуги
рис.1. Характер распределения магнитных силовых линий вокруг сварочной дуги.
Электрическая дуга — это мощный источник тепла и света. Тепловая мощность дуги определяется уравнением
Доля основного металла в металле шва. Погонная энергия.
Независимо от типа и способа выполнения, сварной шов состоит из определенной доли основного и электродного металла. Количественное содержание того или иного металла в шве будет зависеть от вида сварки, величины сварочного тока, напряжения на сва. Подробнее
Ионизирующее действие материалов электродных покрытий, покрытий разных марок и флюсов.
Газы даже при температурах, намного превышающих комнатную, состоят из недиссоциированных молекул, т. е. являются изоляторами. Наличие в газе положительно и отрицательно заряженных ионов и электронов делает его проводником электрического тока.
Коэффициент плавления, наплавки, потери на угар и разбрызгивание, производительность сварки
На производительность процесса электрической дуговой сварки влияют следующие факторы: сварочный ток; коэффициент плавления ап, который указывает, сколько электродного металла плавится под действием сварочного тока в 1 а за единицу вр. Подробнее
КПД сварочной дуги
Электрическая энергия, потребляемая дугой, в основном превращается в тепло. Тепловую мощность электрической дуги можно принять равной тепловому эквиваленту q0 электрической энергии
q0 = 0,24·Iсв·Uд кал/сек,
Методы изготовления электродов для ручной дуговой сварки.
При массовом производстве электродов сухие смеси приготовляются заранее и хранятся в специальных закрытых емкостях.
Приготовление замеса (обмазочной массы) производят смешиванием готовой сухой смеси с определенным количеством раствора жи. Подробнее
Дуговая сварка лежачим электродом
В некоторых случаях может использоваться сварка лежачим электродом, заключающаяся в том, что в разделку стыкового соединения или в угол тавровых соединений укладывается толстопокрытый электрод, прижимаеиый к изделею медной накладкой сп. Подробнее
ПОНЯТИЕ О ПОГОННОЙ ЭНЕРГИИ
Погонная энергия сварки (Дж/см) характеризует количество теплоты в джоулях, введённое в однопроходный шов или валик длиной в 1см и может быть определена как отношение эффективной тепловой мощности дуги Qэф к скорости её перемещения v
установлено, что поперечное сечение однопроходного шва, выполненного дуговой сваркой будет находиться в прямой зависимости от погонной энергии.
Где γ – плотность г/см 3 ;
скорость перемещения дуги может быть выражена следующим уравнением:
подставим это уравнение в уравнение погонной энергии (10), получим
Рассмотрим полученное выражение погонной энергии для случая ручной сварки электродом УОНИ-13/45: напряжение на дуге ……. Uд = 25 В
эффективный к.п. д. дуги …….. η = 0,8
коэффициент наплавки ……..αн = 9,0 г / (А٠ч)
и для случая автоматической сварки под слоем флюса ОСЦ-45, когда:
напряжение на дуге ………… Uд = 36 В
эффективный к.п. д. дуги …….. η = 0,85
коэффициент наплавки ……..αн = 13 г / (А٠ч)
подставим в выражение погонной энергии значения составляющих величин для электродов УОНИ-13/45, получим
Qэф / v = (25·0,8·7,8·3600 / 9,0) · F = 62 400·F
Где 3600 введено для перевода 1ч в секунды,
а при сварке под флюсом ОСЦ-45
Qэф / v = (36·0,85·7,8·3600 / 13) · F = 66 000·F
Учитывая, что значение таких величин, как αн иηпридуговой сварке может колебаться в больших пределах, чем разница между коэффициентами 62 400 и 66 000, для обоих способов сварки можно принять
Qэф / v = 65 000·F (15)
Q = Qэф / v = 650·F (16)
Известно, что qп = Qэф / v = 650·F, тогда Qэф / v = 650·F = 650·60 =
Пример 2. Известно, что погонная энергия составляет qп = 26 000 Дж/см. Найти сечение валика F.
Вопросы для самопроверки ( контрольные вопросы)
2. Из чего состоит металл сварного шва при сварке плавящимися и
4. Для чего необходима защита сварочной ванны, дуги и конца нагретого
7. За счёт чего осуществляется защита зоны горения дуги при сварке под
12. Как называется четвёртое агрегатное состояние вещества в
14. Что понимается под эффективной тепловой мощностью электрической
Характеристики сварной дуги
Вольт-амперная характеристика сварной дуги
Под понятием вольт-амперной характеристика понимают зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока при одинаковой длине дуги.
Существует три вида вольт-амперной характеристики сварной дуги:
Для MMA сварки используется оборудование с падающей характеристикой, которая переходит к жесткой при повышении силы тока. Для механизированной сварки используется жесткая характеристика с переходом к растущей. Напряжение дуги зависит от длины дуги при одинаковой силе тока.
Температура дуги и тепловая мощность
Сварочная дуга является очень мощным источником тепловой энергии. Тепловая мощность энергии дуги направлена на расплавление металлов. Часть энергии тратиться на нагревание окружающей среды дуги. Тепловая мощность дуги прямо зависит от силы тока и напряжения. Рассчитать мощность дуги можно по формуле:
где Q — тепловая мощность, кал/с; 0,24 — коэффициент перевода электрических единиц в тепловые.
Тепло которое передается от дуги к сварному изделию называют эффективной тепловой мощностью, которая рассчитывается по формуле:
ηе — эффективный коэффициент полезного действия нагревания изделия дугой.
Погонная энергия сварочной дуги
Погонная энергия сварочной дуги означает количество тепла которое переноситься дугой в изделие на единицу длины шва. Погонная энергия зависит не только от тепловой мощности дуги, а и от скорости сварки. Увеличение скорости сварки снижает погонную энергию.
Таким образом можно сделать вывод, что степень нагревания сварочного соединения зависит от погонной энергии. Технология сварки некоторых металлов предполагает использование режимов с малой погонной энергией — низкая сила тока и повышенная скорость сварки. Такая технология может применяться для сварки высоколегированных сталей, чтобы не выгорали легирующие элементы.
Эффективная погонная энергия сварки. Влияние погонной энергии на зтв
Отношение эффективной тепловой мощности дуги (источника) qи к скорости перемещения дуги υ называется погонной энергией.
где υ — скорость перемещения дуги (скорость сварки ), см/с.
Погонная энергия — это количество тепла в калориях, введенное на единицу длины однопроходного шва или валика.
Полную тепловую мощность сварочной дуги приближенно считают равной тепловому эквиваленту ее электрической мощности
где Uд — падение напряжения на дуге, В; I — величина сварочного тока, A; Q — тепловой эквивалент электрической мощности сварочной дуги, кал/с.
Количество тепла, введенное сварочной дугой в изделие в процессе его нагрева за единицу времени, называется эффективной тепловой мощностью сварочной дуги, которая является суммой тепловой энергии, выделяющейся в пятне дуги на изделии, вводимой в изделие при теплообмене со столбом дути и пятном на изделии и поступающей с каплями расплавленного флюса, электродного металла и покрытия:
где qи — эффективная тепловая мощность сварочной дуги, кал/с; hи — эффективный к. п. д. процесса нагрева металла сварочной дугой.
Эффективным к. п. д. процесса нагрева металла сварочной дугой называется отношение количества введенного в металл тепла к тепловому эквиваленту электрической мощности дуги. Этот коэффициент характеризует эффективность процессов выделения тепла и теплообмена в дуговом промежутке по отношению к нагреву металла изделия и зависит в основном от способа сварки.
Увеличение погонной энергии сварки приводит к уменьшению скоростей охлаждения и увеличению времени выдержки при температурах выше критической. Оба фактора способствуют росту зерна в металле зоны.
Изменение вязких и прочностных свойств металла ЗТВ: значительное изменение величины погонной энергии практически не влияет на изменение твердости. Ударная вязкость закономерно снижается с увеличением поперечника зерна, однако остается выше нижних значений ее по стандарту.
Выбор значений погонной энергии сварочной дуги имеет следующий смысл. Нижнее значение погонной энергии сварочной дуги в первом проходе обусловлено необходимостью полного проплавления корня шва. Величина верхнего предела определяется необходимостью удержания сварочной ванны от вытекания. Во втором проходе увеличение погонной энергии сварочной дуги связано с поперечными колебаниями электрода и увеличением пути, совершаемого дугой в единицу времени. При этом нижняя граница погонной энергии сварочной дуги обусловлена условием перекрытия последовательно накладываемых соседних поперечных валиков. Верхняя граница определяется необходимостью удержания требуемой формы сварочной ванны и исключения прожога металла. Увеличение погонной энергии в третьем и последующих проходах связано с увеличением амплитуды поперечных колебаний электрода.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)