Istraživanje toplinskih učinaka pri mokrom podvodnom zavarivanju

Krnić, Nikša (1999) Istraživanje toplinskih učinaka pri mokrom podvodnom zavarivanju. = Research on thermal effects in wet underwater shielded metal arc welding. Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Kralj, Slobodan.

Full text not available from this repository.

Abstract (Croatian)

Istraživana je problematika brzog hlađenja mokrih podvodnih zavara -mogućnosti smanjenja izmjene topline između zavarivane ploče i okolišne vode. FlektroWnim procesom zavarivanja obloženom elektrodom formirani su navari u ulozenoj poziciji na ploči konačnih dimenzija od mikrolegiranog čelika povišene čv-rstoće. Zavarivano je s dva različita nagibna kuta obložene elektrode, 75 ° i 0 ° Za nagib od 75 ° korištena je mehanizirana dobava i uzdužni posmak elektrode, dok je za nagibni kut 0 ° primjenjena nepokretna elektroda oslonjena na površinu zavarivane ploče. Termometrijskim mjerenjima uz pomoć računala i zapažanjima -na temelju brzih snimki proučavane su pojave važne za izmjenu topline u vodenom okruženju. Istraživanja toplinskih i hidrodinamičkih zbivanja obuhvatila su zonu utjecaja topline u metalu, granične površine izmjene topline (ogrjevne stijenke ) i neposredan okoliš toplinskog izvora. U analizi toplinskih ciklusa za procjenu zbivanja i učinaka korišteni su karakteristčni pokazatelji hlađenja mokrih zavara: brzine hlađenja pri 800 `C, 500 C i 300 C, zatim vremena hladenja izmedu navedenih temperatura, najveće brzine hladenja i najviše postignute temperature. \Najintenzivnija toplinska zbivanja u procesu hladenja su u području lica zavara neposredno iza toplinskog izvora (≈l0 mm) i njegove pobočne strane (oko 10 mm sa svake strane). Značajne hidrodinamičke pojave detektirane su u širem području. Pokretnost izvora topline i neprestano promjenjivi rubni uvjeti stvaraju prisilno dvofazno strujanje u njegovom neposrednom okolišu i intenziviraju hladenje mokrih zavara. Ogrijevna ploha (oko 40 mm širine) s korijenske strane zavarivane pWe, uz fazu stabilnog filmskog vrenja, iskazuje nestabilnosti i brze pr jelaze iz jednog načina isparivanja u drugi.Mogućnosti smanjenja izmjene topline izmedu zavarivane ploče i okolišne vode proučavani su na primjerima pasivnih načina zaštite kritičnih područja ogrjevnih stjenki primjenom toplinskih izolacijskih slojeva (polimerni materijali, keramičke pločice, kompoziti polimerne osnove) različitih debljina i lokacija postavljanja.Po prvi puta su istražene i neke originalne metode toplinskog izoliranja lica zavara nanašanjem izolacijskih pasti, zaštitnih pokrivača ili primjenom zaštitnih kupola iza električog luka. Zaštićivanje metala zavara i njegovog neposrednog okoliša primjenom izolacijskih pasti rezultira značajnim smanjenjima brzine hladenja i produljenjem vremena hlađenja u zoni utjecaja topline (poboljšanja čak i preko 3 puta u odnosu na nezaštićeno mokro zavarivanje). Hibridnom izolacijom koja kombinira toplinske izolac jske slojeve s izolacijskim pastama apliciranim iza izvora topline moguće je postići još bolje toplinske učinke. \Nedostatak metode zaštite izolacijskim pastama je moguća interakcija s elektrčnim lukom i eventualna promjena kemijskog sastava metala zavara. Primjena izolacijskih slojeva uz lice i/ili korijensku stranu rezultira pozitivnim, ali blažim toplinskim učincima u odnosu na izoliranje koje uključuje toplinsku zaštitu iznad lica zavara. Poboljšanjem toplinskih učinaka izoliranja dokazano je smanjenje tvrdoće mokrih zavara (u najbo jem slučaju izmjereno je 333 HVI0).

Abstract

This research deals with cooling phenomena associated to wet underwater welding and with means and methods for heat exchange reduction between welded plate and surrounding water. Experiments were performed in flat position on microalloyed steel plates of _finite dimensions using shielded metal arc welding with covered electrode and two electrode angles, 75 ° and O° Mechanized electrode supply was employed in first case and stationary electrode placed on the plate surface in later case (09. Computer aided temperature measurements and high-speed cinematography were employed in order to find out significant events and thermal effects of wet weld insulation. Measurements and observations covered all interesting areas of heat transfer - heat affected zone of wet welds, upward and downward facing boundary surfaces of welded plate and surrounding in the vicinity of heat source. Thermal cycles were analysed with respect to cooling rates at 800 `C, 500 `C and 300 `C, cooling times between this relevant temperatures, maximal cooling rate and peak temperature. The most intensive temperature variations in cooling stage are in the region of weld face behind the heat source (~10 mm) and its alongside areas. Significant hydrodinamics covers broader space. Heat source movements and its transient boundary conditions generate vigorous two-phase flow with unwanted conditions for wet weld cooling. Downward facing boundary surface r =10 mm width) beside stable film boiling exhibit transient instabilities. In order to study the possibilities of heat transfer reduction various insulation layer materials (polymers, ceramics, polymer based composite materials), thickness and placements were investigated, as well as one new - original method of thermal insulation of weld face and its surrounding by applying insulating pastes, coverings or some kind of small enclosures for gas trapping behind the electric arc. Thermal shielding of weld face and its neighbourhood by insulating pastes produced beneficial thermal effects evident in lowering of cooling rates and significant prolonging of cooling times in heat affected zone !improvements more than 3 times compared to ordinary wet welding). Hybrid insulating method, which means the combination of stationary insulating layers and application of pastes behind electric arc, enabled even better thermal impacts. Disadvantage of insulating paste method is the possibility to interfere with electric arc and to contaminate weld metal. Insulating layers produced positive thermal effects but in comparison to methods for weld face shielding they were less effective regarding heat transfer reduction. Heat transfer reduction produced desirable peak hardness lowering in HAZ (the best achievement was 333 HV10).

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: podvodno zavarivanje; mokro podvodno zavarivanje obloženom elektrodom; toplinski ciklus; hlađenje mokrih podvodnih zavara; toplinsko izoliranje mokrih podvodnih zavara; zona utjecaja topline; računalom podržana termometrija; brze snimke
Keywords (Croatian): underwater welding; wet underwater shielded metal arc welding; thermal cycle; cooling of wet underwater welds; thermal insulation of wet underwater welds; heat affected zone; computer aided temperature measurement; high speed cinematography of wet underwa
Divisions: 1100 Department of Welded Structures > 1110 Chair of Welded Structures
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:20
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/31

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata