Разработка методики исследования тепловых процессов при дуговой сварке
|
Введение 4
1 Тепловые и кристаллизационные процессы при сварке 6
1.1 Особенность тепловых процессов при сварке 6
1.2 Особенности кристаллизационных процессов при сварке 7
1.3 Методика и оборудование для исследования тепловых и кристаллизационных процессов при сварке на кафедре СОМДиРП 9
1.3.1 Методика экспериментальных исследований процесса распределения тепла при сварке 12
1.3.2 Методика определения эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 21
1.3.3 Методика определения теплоотвода в сопло плазмотрона от столба сжатой дуги 22
1.3.4 Методика исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 23
2 Модернизация оборудования и методика исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 27
2.1 Модернизация оборудования для исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 27
2.2 Методика исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 32
3 Разработка оборудования и методика исследования тепловых процессов 34
3.1 Разработка оборудования и методика исследования эффективной тепловой мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 34
3.1.1 Анализ классификации калориметров 34
3.1.2. Конструкция установки для определения эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 42
3.1.3. Калибровка калориметра 52
3.1.4. Методика определения эффективной тепловой мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 57
3.2. Разработка оборудования и методика определения теплоотвода в сопло плазмотрона прямого действия 63
3.2.1 Конструкция установки для определения теплоотвода в сопло плазмотрона от столба сжатой дуги 63
3.2.2 Методика по определению теплоотвода в сопло плазмотрона от столба сжатой дуги 70
3.3 Разработка оборудования и методика исследования влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 71
3.3.1 Модернизация оборудования для исследования влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 71
3.3.2 Методика для исследования влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 77
Заключение 79
Список используемой литературы и используемых источников 80
1 Тепловые и кристаллизационные процессы при сварке 6
1.1 Особенность тепловых процессов при сварке 6
1.2 Особенности кристаллизационных процессов при сварке 7
1.3 Методика и оборудование для исследования тепловых и кристаллизационных процессов при сварке на кафедре СОМДиРП 9
1.3.1 Методика экспериментальных исследований процесса распределения тепла при сварке 12
1.3.2 Методика определения эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 21
1.3.3 Методика определения теплоотвода в сопло плазмотрона от столба сжатой дуги 22
1.3.4 Методика исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 23
2 Модернизация оборудования и методика исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 27
2.1 Модернизация оборудования для исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 27
2.2 Методика исследования процесса затвердевания сварочной ванны с использованием метода материального моделирования 32
3 Разработка оборудования и методика исследования тепловых процессов 34
3.1 Разработка оборудования и методика исследования эффективной тепловой мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 34
3.1.1 Анализ классификации калориметров 34
3.1.2. Конструкция установки для определения эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 42
3.1.3. Калибровка калориметра 52
3.1.4. Методика определения эффективной тепловой мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом 57
3.2. Разработка оборудования и методика определения теплоотвода в сопло плазмотрона прямого действия 63
3.2.1 Конструкция установки для определения теплоотвода в сопло плазмотрона от столба сжатой дуги 63
3.2.2 Методика по определению теплоотвода в сопло плазмотрона от столба сжатой дуги 70
3.3 Разработка оборудования и методика исследования влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 71
3.3.1 Модернизация оборудования для исследования влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 71
3.3.2 Методика для исследования влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 77
Заключение 79
Список используемой литературы и используемых источников 80
«В I960 году в вечернем филиале Куйбышевского индустриального института в Ставрополе был открыт набор на дневное и вечернее отделение по специальности «Оборудование и технология сварочного производства»» [1, с. 7]. С этого момента в нашем городе практически появилась школа специалистов сварочного производства и стала развиваться научная и исследовательская деятельность в области сварки.
Сварочные процессы многообразны, и если считать, весь спектр способов сварки, основываются совершенно на различных физических явлениях. Сварочные процессы включают в себя: тепловые процессы, процессы кристаллизации и перекристаллизации, физико-химические и металлургические процессы, источники энергии для сварки, деформационные процессы и т.д.
Одни из основных процессов при сварке это тепловые и кристаллизационные процессы. Под тепловыми процессами при сварке принято подразумевать процессы, приводящие к изменению температуры свариваемых изделий (и присадочного материала) за счет тепла, подводимого от источников сварочного нагрева, распространения тепла по изделию и отвода его в окружающую среду [2, с.155]. «Кристаллизация металла подразумевает переход из жидкого состояния в твердое кристаллическое состояние» [3, с.8; 4, с.28; 5, с.21].
Тепловые и «кристаллизационные процессы определяют и свариваемость металла и свойства сварных соединений» [4, с.32]. На кафедре «Сварка, обработка металлов давлением и родственные процессы» разработано специальное и специализированное исследовательское оборудование, позволяющее проводить исследования, сотрудникам, студентам и аспирантам тепловых и кристаллизационных процессов при сварке, а так же проводить подготовку будущих специалистов. С учетом существующего оборудования разработаны методики проведения исследований тепловых и кристаллизационных процессов при сварке.
Однако исследовательское оборудование и лабораторные стенды, которые «определяют существующие методики исследования сварочных процессов» [6, с.3] были изготовлены 25 и более лет назад с использованием устаревшей базы, комплектующих использование которых, не позволяет адекватно проводить исследования с учетом современных требований. В связи с этим на кафедре стоит остро проблема обновления исследовательского оборудования, стендов.
Поэтому цель работы является повышение достоверности результатов исследования тепловых и кристаллизационных процессов при сварке в условиях Тольяттинского государственного университета, за счет модернизации лабораторного оборудования кафедры «СОМДиРП».
Сварочные процессы многообразны, и если считать, весь спектр способов сварки, основываются совершенно на различных физических явлениях. Сварочные процессы включают в себя: тепловые процессы, процессы кристаллизации и перекристаллизации, физико-химические и металлургические процессы, источники энергии для сварки, деформационные процессы и т.д.
Одни из основных процессов при сварке это тепловые и кристаллизационные процессы. Под тепловыми процессами при сварке принято подразумевать процессы, приводящие к изменению температуры свариваемых изделий (и присадочного материала) за счет тепла, подводимого от источников сварочного нагрева, распространения тепла по изделию и отвода его в окружающую среду [2, с.155]. «Кристаллизация металла подразумевает переход из жидкого состояния в твердое кристаллическое состояние» [3, с.8; 4, с.28; 5, с.21].
Тепловые и «кристаллизационные процессы определяют и свариваемость металла и свойства сварных соединений» [4, с.32]. На кафедре «Сварка, обработка металлов давлением и родственные процессы» разработано специальное и специализированное исследовательское оборудование, позволяющее проводить исследования, сотрудникам, студентам и аспирантам тепловых и кристаллизационных процессов при сварке, а так же проводить подготовку будущих специалистов. С учетом существующего оборудования разработаны методики проведения исследований тепловых и кристаллизационных процессов при сварке.
Однако исследовательское оборудование и лабораторные стенды, которые «определяют существующие методики исследования сварочных процессов» [6, с.3] были изготовлены 25 и более лет назад с использованием устаревшей базы, комплектующих использование которых, не позволяет адекватно проводить исследования с учетом современных требований. В связи с этим на кафедре стоит остро проблема обновления исследовательского оборудования, стендов.
Поэтому цель работы является повышение достоверности результатов исследования тепловых и кристаллизационных процессов при сварке в условиях Тольяттинского государственного университета, за счет модернизации лабораторного оборудования кафедры «СОМДиРП».
В ходе проведенной работы в проекте достигнуты следующие результаты:
1. Разработан схема блока управления приводом перемещения рабочего стола установки и схема визуализации процессов кристаллизации модельного расплава. На основании предложенного проекта модернизирована установка для исследования процессов кристаллизации сварочной ванны.
2. Разработана методика исследования процессов кристаллизации с учетом модернизированной установки для исследования процессов кристаллизации сварочной ванны
3. Предложена конструкция, изготовлена установка для исследования эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом. Для установки предложена оригинальная конструкция калориметра смешения. Проведена его калибровка.
4. Разработана методика по определению эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом
6. Разработана установка для определения теплоотвода в сопло плазматрона.
8. Разработана методика определения теплоотвода в сопло плазмотрона прямого действия.
9. Разработан проект, подобрана элементная база и изготовлена установка для экспериментальных исследований процесса распределения тепла при сварке с неподвижным и движущимся источником тепла.
10. Разработана методика экспериментальных исследований процесса распределения тепла при сварке.
1. Разработан схема блока управления приводом перемещения рабочего стола установки и схема визуализации процессов кристаллизации модельного расплава. На основании предложенного проекта модернизирована установка для исследования процессов кристаллизации сварочной ванны.
2. Разработана методика исследования процессов кристаллизации с учетом модернизированной установки для исследования процессов кристаллизации сварочной ванны
3. Предложена конструкция, изготовлена установка для исследования эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом. Для установки предложена оригинальная конструкция калориметра смешения. Проведена его калибровка.
4. Разработана методика по определению эффективной мощности сварочных источников теплоты калориметрическим методом
6. Разработана установка для определения теплоотвода в сопло плазматрона.
8. Разработана методика определения теплоотвода в сопло плазмотрона прямого действия.
9. Разработан проект, подобрана элементная база и изготовлена установка для экспериментальных исследований процесса распределения тепла при сварке с неподвижным и движущимся источником тепла.
10. Разработана методика экспериментальных исследований процесса распределения тепла при сварке.
Подобные работы
- Методика расчёта химического состава металла швов, выполняемых дуговой сваркой плавящимся электродом, с использованием теории распространения тепла
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4875 р. Год сдачи: 2020 - Исследование двухдуговой наплавки покрытыми электродами
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2019 - Влияние формы переменного тока на характер тепловой мощности дуги при сварке алюминиевых сплавов
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2017 - Исследование влияния углерода на центральную химическую и структурную неоднородность и комплекс свойств низколегированных трубных сталей
Диссертации (РГБ), технология конструкционных материалов. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2003 - РАЗРАБОТКА ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ НАПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВОЙ БРОНЗЫ НА СТАЛЬ КОМБИНИРОВАННЫМ АРГОНОДУГОВЫМ СПОСОБОМ
Диссертации (РГБ), технология конструкционных материалов. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2002 - Технология сварки паропровода перегретого пара
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4265 р. Год сдачи: 2021 - Исследование остаточных деформаций при сварке труб из нержавеющей стали
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2020 - Исследование структуры и механических характеристик металла, наплавляемого дугой комбинированного действия
Магистерская диссертация, сварочное производство. Язык работы: Русский. Цена: 5600 р. Год сдачи: 2020 - Исследование автоматических способов наплавки замковых соединений бурильных труб
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4960 р. Год сдачи: 2021