и вспомогательного тел будет равна нулю, что и требовалось По условию.

Сток тепла, равный по мощности источнику, следует одновременно с источником приложить в точке Р", являющейся зеркальным отображением точки Р' относительно граничной плоскости ХОУ'. Тогда по принципу наложения температура в любой точке тела с текущими координатами х, у, г будет равна разности температур двух процессов — нагрева тела и стока тепла:

Т (х, у, г, Л =-е ш--V. е ш . (1у.26)

Мы познакомились с основными положениями теории тепловых процессов сварки. Покажем, как используются эти положения при решении конкретных вопросов (см. далее). Все примеры взяты для дуговой сварки как наиболее важного и изученного технологического процесса и относятся к простым типовым случаям. Здесь не приведены расчеты тепловых процессов при газовой сварке, контактной электросварке и пр., так как они содержатся в соответствующих курсах и специальных работах.

Расчеты нагрева металла сварочной ду-г о й. Полную тепловую мощность дуги определяют умножением ее электрической мощности на коэффициент перехода от электрических единиц к тепловым, равный 0,239 или — 0,24.

Для постоянного тока тепловая мощность дуги

7 = 0,24 Ш = 0,24 Ш = 0,24 /2Я кал/сек,

где — электрическая мощность дуги, вт;

I— ток дуги, а;

II— напряжение дуги, в;

Я — сопротивление дуги, ом.

Поскольку не все тепло, выделенное в дуге, расходуется на нагрев изделия, а часть его идет на нагревание атмосферы и окружающих предметов путем конвекции и радиации, то эффективная тепловая мощность дуги ди всегда меньше полной тепловой мощности Отношение их характеризует степень использования тегдла ■дуги на нагрев изделия.

Эффективный коэффициент процесса нагрева изделия дугой

зависит от технологии сварки, длины дуги, степени углубления ее в металл и пр. Опытные значения т\и для различных методов сварки приведены в табл. 11.

Эффективный к. п. д. снижается при увеличении длины дуги и растет по мере углубления дуги в металл.

Экспериментальные значения %и для различных методов дуговой сварки

§ 24. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ НАГРЕВА МЕТАЛЛА ДУГОЙ

Точность тепловых расчетов в значительной мере зависит от правильности выбора идеализированной расчетной схемы.

Сварочная дуга представляег собой концентрированный в малом объеме источник тепла, поэтому во многих случаях расчета можно считать ее точечным или линейным источником.

Нагрев тел дугами поверхностного типа (рис. 62, а) ближе к схеме «точечный источник на поверхности полубесконечного тела». Погруженные дуги (рис. 62, б), применяемые при стыковой сварке листов с полным проплавлением за один проход, дают тепловые поля, хорошо совпадающие с тепловыми полями, рассчитанными по схеме линейного источника.

При исследовании распространения тепла и определении температур в непосредственной близости от дуги последняя не может считаться точечным источником, так как ее размеры одного порядка с расстоянием между исследуемой точкой и источником тепла.

Для расчета температур при наплавке на пластину могут быть использованы такие расчетные комбинации: «точечный источник — плоский слой» либо «линейный источник — пластина». Первая схема дает более точные результаты для областей, в которых температура заметно меняется по толщине, тогда как на значительном расстоянии от валика, где температуру можно принимать

аВ

Рис. 62. Схемы нагрева тел дугами.