Расчет длины сварочной ванны при аддитивной 3d наплавке под слоем флюса

Abstract

Современные расчеты тепловых процессов при сварке и аддитивной наплавке используют объемные источники теплоты, близкие по форме к сварочной ванне. Поскольку аналитической модели сварочной ванны требуют затратных численных расчетов, в большинстве случаев используют эмпирические данные или проводят практическую наплавку. Для сварки-наплавки под слоем флюса накоплены достаточные эмпирические данные по длине сварочных ванн. В данной статье оцифровывались данные, содержащиеся в сварочной литературе, преимущественно в рисунках, и аппроксимировались степенной зависимостью. Большой разброс данных предлагается нивелировать учетом эффективного коэффициента полезного действия сварочной дуги, который определялся также по известным зависимостям, которые для удобства использования в компьютерных расчетах также были оцифрованы. Поскольку определенная длина сварочной ванны справедлива при наплавке на массивную заготовку или толстую пластину, выполнялось приведение ее к схеме линейного подвижного источника в тонкой пластине, соответствующей 3D наплавке, путем умножения на отношение термических коэффициентов полезного действия для тонкой пластины и трехмерного тела. Поскольку схема тонкой пластины предусматривает теплоотвод в обе стороны от траектории движения источника, его термический коэффициент полезного действия следует определять для удвоенной мощности 3D наплавки.