Вычисление минимальной температуры предварительного подогрева

Определение предварительного подогрева

Эффект упомянутого выше влияния факторов учтён в формуле. В случае различия толщины основного металла более толстый принимается во внимание. Химический состав, характеризующийся эквивалентом углерода CET, подводимая теплота Q, толщина пластины d, и содержание водорода наплавляемого металла HD учтены в уравнении (8)

Tp = TpCЭТ + Tpd + TpHD + TpQ

(8)

Это приводит к следующему уравнению для расчёта температуры предварительного подогрева T_p

Tp = 697´ CET + 160´tanh(d /35) + 62 ´ HD ^0,35+ (53´ CET ─ 32) ´ Q ─ 328

(9)

В соответствии с опытом, сварка устойчива, когда используется температура предварительного подогрева, рассчитанная с помощью формулы (9), обеспечивая выполнение следующих условий:

─ Прихваточный и корневой сварочные швы, также как и однопроходный угловой сварной шов, должны иметь минимальную длину 50 мм. Если толщина листа превышает 25 мм, то необходимо, по меньшей мере, два слоя. Для прихваточного и корневого сварочных швов рекомендуются присадочные материалы, которые дают мягкий пластичный наплавляемый металл.

─ В случае заполнения стыковых сварных швов нельзя делать промежуточное охлаждение до тех пор, пока толщина сварного шва не достигнет одной трети от толщины основного металла наиболее толстого участвующего в сварке металла, иначе рекомендуется, чтобы содержание водорода было бы уменьшено с помощью последующего прогрева (выдержки).

─ Последовательность сварки должна быть выбрана так, чтобы пластические деформации частично заполненных швов уменьшались.

─ Как отмечено выше, однопроходные угловые швы допускают более простую технологию сварки, чем первый проход в корне швов. Поэтому вычисленная температура предварительного подогрева около 60 °С может быть и не нужной. Нужно ли использовать эти результаты решать заказчику в соответствии с его опытом. Для многопроходной сварки углового шва предпочтительно использовать ту же температуру предварительного подогрева, что и для стыкового сварного шва.

2.7.2 Пример определения условий: численное определение температуры предварительного подогрева

Следующий пример показывает, как вычислить минимальную температуру предварительного прогрева для стыкового соединения, используя уравнения или графики.

Таблица 11. Сталь имеет следующий химический состав в % от веса

C	Mn	Cu	Ni	Cr	Mo
0,11	1,4	<0,01	1,0	0,5	0,3

Эквивалент углерода в соответствии с уравнением (3)	CET = 0,33%
Толщина листа	d = 50 мм
Подводимая теплота	Q = 2 kJ/мм
Содержание водорода	HD 7

Требуемая температура предварительного подогрева, вычисленная в соответствии с уравнением (9):

T_p= 697´0,33 + 160 tanh(50/35) + 62´7^0,35 + (53´0,35 ─ 32)´2,0─328

T_p = 138°С

2.7.3. Пример определения условий: определение температуры предварительного подогрева по графику

Температуру предварительного подогрева T_p и минимальную температуру T ₁ можно также определить, используя рис.7.

─ CET известно или может быть вычислено с использованием уравнения (3).

─ Толщина листа известна.

─ Содержание водорода известно и зависит от сварочного процесса и применяемых расходных материалов.

─ Подводимая теплота, Q (в кДж/мм), известна или может быть вычислена по следующей формуле:

,

(10)

где

k	эффективность переноса тепла (0,9 для SAW, 0,8 для MMA, MIG и MAG, 0,6 для TIG);
I	ток (А);
U	напряжение (V);
n	скорость перемещения (мм/сек).

Таблица 12. Последовательность определения

Шаг	Действие	Рисунок / уравнение	Пример
	Определение температуры предварительного подогрева в зависимости от фактора CET	Рис. 3	TCЭТ = 98 °C
	Определение температуры предварительного подогрева в зависимости от фактора d	Рис. 4	Td = 32 °C
	Определение температуры предварительного подогрева в зависимости от фактора HD	Рис. 5	THD = 22 °C
	Определение температуры предварительного подогрева в зависимости от фактора Q	Рис. 6	TCЭТ = ─14 °C
	Сведение к единой величине температуры		Tp = 138 °C

Дата добавления: 2014-01-11