Изотерма – это г.м.т., имеющих одинаковую температуру.

1. Распределение по прямым, параллельным оси ОХ.

y₂ > y₁ > y = 0 – изотермы не симметричны.

2. Распределение Т по прямым, параллельным оси OY.

Распределения Т симметричны.

3. Распределение Т (изотермы) на плоскости Z = 0

4. Изотермы в плоскости YOX.

Рис. 3.19. Температурное поле предельного состояния при движении точечного источника тепла по поверхности полубесконечного тела:

а) изотермы на поверхности XOY; б) изотермы в поперечной плоскости XOZ, проходящей через центр источника теплоты; в) распределение температуры по прямым, параллельным оси х и расположенным на поверхности массивного тела; г) распределение температуры по прямым, параллельным оси y и лежащим в поперечной плоскости XOZ; д) схема расположения координатных осей.

0.19. Нагрев и плавление металла при сварке и наплавке

0.19.1. Влияние режима сварки и теплофизических свойств материала на поле температур

1. При росте скорости сварки при постоянной эффективной мощности Р_и = const (P_и = U·I·η_и) изотермы уменьшаются по длине и щирине примерно пропорционально.

Рис. 3.20. Р_и = const (P_и = U·I·η_и)

= const. V₂ > V₁

2. С ростом Р_и эффективной мощности при постоянной скорости сварки ν = const изотермы увеличиваются по длине и ширине (причем увеличение длины изотерм происходит быстрее увеличение по их ширине).

Рис. 3.21. V=const

3. При постоянной погонной энергии (q = Ри/ν = const) влиянии увеличения мощности преобладает над влиянием увеличения скорости. Нагретые зоны возрастают. Длина изотерм увеличивается, ширина медленно увеличивается к своему пределу.

Рис. 3.22. q = Ри/ν = const

4. Из теплофизических коэффициентов наиболее существенно влияет коэффициент теплопроводности λ ( ).

Рис. 3.23. λ = variate, сρ ≈ const

С ростом λ уменьшается длина изотерм и уменьшается, но медленнее ширина изотерм (при сρ ≈ const).

5. С ростом теплоемкости металла сρ длин изотерм уменьшается, ширина также уменьшается, но медленнее (подобно п.1).

0.19.2. Термический цикл сварки

Необходимо определять для оценки процессов, происходящих в сварочной ванне, зоне термического влияния, и ожидаемых параметров шва. Изменение температуры во времени в данной точке.

Чем дальше расположена точка от оси сварного шва, тем медленнее повышается температура в ней, тем позже достигается температура максимума и тем меньше величина этого максимума.

Рис. 3.24. Термический цикл сварки