Теория сварочных процессов/ Росдистант/ Практические задания + Лабораторные работы

Теория сварочных процессов/ Росдистант/ Практические задания + Лабораторные работы

Лабораторная работа №1

Расчёт энергии, аккумулированной в зоне стыка

Цель работы: ознакомиться с методикой расчёта энергии, аккумулированной в зоне стыка и сравнить удельную энергию для различных способов сварки.

Задание:

Определить удельную энергию εст для различных видов сварки, использую табличные данные физических свойств металлов и сплавов. Сравнить удельную энергию для различных способов сварки.

Лабораторная работа №2

Расчёт эффективного потенциала ионизации газовой смеси дугового разряда

Цель работы: ознакомиться с методикой расчёта эффективного потенциала ионизации газовой смеси дугового разряда.

Задание:

Рассчитать эффективный потенциал ионизации в зависимости от концентрации газовой смеси из паров двух металлов при температурах процесса 5000-8000 К. Построить зависимость эффективного потенциала ионизации от концентрации газовой смеси при различных температурах (5000К, 6000К, 7000К, 8000К)

Лабораторная работа №3

Расчёт процессов испарения металлов и сплавов при сварке

Цель работы: познакомится с методикой расчета процессов испарения металлов и сплавов при сварке.

Задание: Сравните упругость паров трех металлов и парциальные давления их паров для двух сплавов в интервале температур 1000-5000К (Таблица.3.3.).

Практическое задание 1

Тема 1. Физические основы и классификация процессов

Задание.

Представлена схема электрошлаковой сварки листов из стали Ст3 (рисунок 1.1) толщиной 200 мм, необходимо:

1.                 Указать название позиций на представленной схеме и их функциональное назначение;

2.                Описать преимущества и недостатки электрошлаковой сварки;

3.                Показать эффективную область применения электрошлаковой сварки;

4.                Выбрать сварочный источник питания для электрошлаковой сварки указанной стали;

5.                Выбрать необходимую электродную проволоку для сварки указанной стали;

6.                Выбрать необходимые флюсы для сварки указанной стали;

7.                Разработать рекомендации по режимам сварки;

8.                Описать порядок электрошлаковой сварки листов из стали Ст3 толщиной 200 мм. 

Практическое задание 2

Тема. 2. Источники энергии при сварке

Задание.

Представлены схемы сварочной дуги (рисунок 2.1), необходимо:

1.                Указать к какой группе по расположению электрода относятся способы сварки, наплавки представленные схемами а,б;

2.                Укажите название областей сварочной дуги, обозначенных цифрами на схеме;

3.                Опишите физические процессы, протекающие в указанных областях сварочной дуги;

4.                Укажите области применения способов сварки, наплавки представленных схемами на рисунке.

Практическое задание 3

Тема. 3. Тепловые процессы при сварке

Задание.      

1.                Укажите решение дифференциального уравнения теплопроводности для расчета температурных полей при действии точечного мгновенного неподвижного источника тепла в бесконечном теле при сварке. Покажите расчетную схему. Начальные и граничные условия. Основные упрощения и допущения.

2.                Укажите решение дифференциального уравнения теплопроводности для расчета температурных полей при действии точечного мгновенного неподвижного источника тепла в полубесконечном теле при сварке. Покажите расчетную схему. Начальные и граничные условия. Основные упрощения и допущения.

3.                Укажите решение дифференциального уравнения теплопроводности для расчета температурных полей при действии линейного мгновенного неподвижного источника тепла в бесконечной пластине при сварке. Покажите расчетную схему. Начальные и граничные условия. Основные упрощения и допущения.

4.                Укажите решение дифференциального уравнения теплопроводности для расчета температурных полей при действии плоского мгновенного неподвижного источника тепла в бесконечном стержне при сварке. Покажите расчетную схему. Начальные и граничные условия. Основные упрощения и допущения.

5.                Укажите решение дифференциального уравнения теплопроводности для расчета температурных полей при действии точечного подвижного источника тепла на поверхности полубесконечного тела при сварке. Покажите расчетную схему. Начальные и граничные условия. Основные упрощения и допущения.

Практическое задание 4

Тема. 3. Тепловые процессы при сварке

Задание.

1.                Определить изменение температуру в течение 60 сек нагрева зоны термического влияния на расстоянии у = 2 см от центра наплавленной точки при точечной аргонодуговой наплавке неплавящимся электродом пластины из стали 20 толщиной 200 мм. Режим наплавки: ток I = 400 А, напряжение дуги U = 16 В , эффективный КПД дуги

 = 0,5. 

2.                Построить термический цикл указанной точки на поверхности стальной пластины.

3.                Пользуясь построенной зависимостью определить максимальную температуру в точке, расположенной на расстоянии 2 см от центра шва, длительность пребывания металла в этой точке выше температуры 727℃, скорость нагрева и скорость охлаждения в интервале температур Tmax-727℃.

Практическое задание 5

 Тема 4. Физико-химические и металлургические процессы при сварке

Задание:

1.                Расситать термодинамический потенциал (приращение энергии Гиббса) реакций раскисления при сварке стали марганцем, кремнием и алюминием при температурах процесса 1500-3000℃: 

Практическое задание 6

Тема. 6. Формирование структуры при кристаллизации сварного шва

Задание.

На массивный стальной лист из стали 10 наплавляют аргонодуговым способом валик. Режима наплавки: ток I = 300 А, напряжение дуги U = 22 В, скорость сварки V= 10 м/ч, эффективный КПД дуги

 = 0,55. Необходимо