二、计算题1. 有50mm
2、70mm
2、100mm
2三种规格的焊接电缆,其允许电流密度为5A/mm
2,试求匹配ZX5-400B型焊机需选用那种规格的电缆。
解:ZX5-400B焊机的额定输出电流为I=400A;
由公式:
得:电缆规格(截面积)=
=80mm
2 答:应选用100mm
2的电缆。
2. 下图电路图中,已知R
1=2Ω,R
2=3Ω,R
3=5Ω,R
4=6Ω,分别求图(a)、图(b)的等效电阻R
AB。
解:(1)图(a)等效电阻计算
R
12=R
1+R
2=2+3=5Ω
(2)图(b)等效电阻计算
R
234=R
2+R
3=3+2.732=5.732Ω
答:图(a)的等效电阻R
AB为1.765Ω,图(b)的等效电阻R
AB为1.483Ω。
3. 电路如图所示,其中:R
1=4Ω,R
2=6Ω,R
3=3.6Ω,R
4=4Ω,R
5=0.6Ω,R
6=1Ω,E=4V。求各电阻电流和电压U
BA,U
BC。
解:(1)计算电路的等效电阻R:
R=R
1234+R
5+R
6=2.4+0.6+1=4Ω
(2)电路总电流,为:
(3)各支路电流及电压U
BA,U
BC分别计算如下:
应用分流公式,得:
I
3=I-I
4=1-0.6=0.4A
I
2=I
3-I
1=0.4-0.24=0.16A
根据欧姆定律:
U
BA=I
4×R
4=0.6×4=2.4V
U
BC=I
1×R
1=0.24×4=0.96V
答:I
1=0.24A,I
2=0.16,I3=0.4A,I
4=0.6A,U
BA=2.4V,I
BC=0.96V。
4. 如图所示,与节点A相关的5条支路,已知I
1=4A,I
2=3A,I
3=2A,I
4=5A,求I
5=?
解:I5=I1+I2+I3+I4=4-3+2-5=-2A
答:I5电流流出A点,其值为2A。
5. 如图所示,已知:E
1=12V,E
2=15V,R
1=20kΩ,R
2=10kΩ;求I=?
解:确定:回路参考方向为:逆时针。
据:∑IR=∑E,得到:E
2-E
1=I(R
1+R
2),
即:15-12=I(20+10)×1000
I=0.1mA(方向与参考方向相同)
答:回路中的电流为0.1mA。
6. 如图所示:E
1=30V,E
2=40V,R
1=20Ω,R
2=10Ω,R
3=5Ω,R
4=5Ω,求A、B、C、D各点的电位。
解:设定电流方向为逆时针方向;
由基尔霍夫第二定律得:E
2=I
2R
2+I
3R
3+I
3R
4 因为D点接地,所以U
D=0。
AB段不构成回路,故I
2=I
3 U
A=U
AD=U
AB+U
BC+U
CD=(0×R
1+E
1)+I
3R
3-E
2=30+2×5-40=0V
U
B=U
BD=-I
2R
2-I
2R
4=-2×10-2×5=-30V
U
C=U
CD=-E
2=-40V
答:U
A=0,U
B=-30V,U
C=-40V,U
D=0。
7. 用埋弧自动焊焊接16MnR对接焊缝,焊缝长1.6m,经工艺评定确定,电弧电压为38V,焊接电流为600A,焊接速度为0.47m/min,求:焊接线能量为多少kJ/cm?(埋弧自动焊的电弧的有效热功率利用系数η取0.90)
解:由公式
得:
答:焊接线能量为q=26.196kJ/cm。
8. 用手工电弧焊施焊某合金钢,要求焊接线能量为4.8kJ/cm,焊速为7mm/s,电弧电压为24V,求:应选用多大的焊接电流。(手工电弧焊的电弧的有效热功率利用系数η取0.80)
解:由公式
得:
答:应选用焊接电流175A。
9. 车削直径为80mm棒料的外圆,车床主轴的转速为n=240r/min,试求切削速度V
c。
解:由公式
得:
答:切削速度为60.288m/min。
10. 如图所示,制件需弯成内边不带圆弧的直角,已知l
1=55mm,l
2=80mm,t=3mm,求毛坯的长度。
解:l=l1+l2+0.5t=55+80+0.5×3=136.5mm
答:毛坯长度需136.5mm。
三、简答题1. 什么是Fe-Fe
3C相图?简述根据含碳量、组织转变的特点及室温组织,铁碳合金的分类方法?
Fe-Fe3C相图是表示在极其缓慢加热(或冷却)条件下,铁碳合金的成分、温度与组织或状态之间关系的图形。
根据含碳量、组织转变的特点及室温组织,铁碳合金可分为钢和白口铸铁。
含碳量0.0218%~2.11%的铁碳合金称为钢。其中根据其含碳量及室温组织的不同,又可分为:亚共析钢(含碳量0.0218%~0.77%)、共析钢(含碳量0.77%)和过共析钢(含碳量0.77%~2.11%)。
含碳量2.11%~6.69%的铁碳合金称为白口铸铁。其中根据其含碳量及室温组织的不同,又可分为:亚共晶白口铸铁(含碳量2.11%~4.3%);共晶白口铸铁(含碳量4.3%);过共晶白口铸铁(含碳量4.3%~6.69%)。
2. 简述共析钢加热时奥氏体的形成过程,影响奥氏体形成的因素有哪些?
共析钢加热时奥氏体形成,珠光体向奥氏体转变,其转变过程遵循结晶的基本规律,即晶核形成和晶核长大。具体可分为以下3个步骤:
(1)奥氏体晶核形成及长大;
(2)残余渗碳体的溶解;
(3)奥氏体的均匀化。
影响奥氏体形成的因素如下:
(1)加热温度的影响,温度升高,加速奥氏体的形成;
(2)原始组成的影响,在其他条件相同的情况下,珠光体组织越细,奥氏体形成速度越快;
(3)化学成分的影响,钢中含碳量越高,则奥氏体形成速度越快。钢中加入合金元素不改变奥氏体的形成过程,但要改变奥氏体化的温度,并影响奥氏体的形成速度。
3. 过冷奥氏体等温转变根据等温温度分为哪几类,分别得到什么组织?
过冷奥氏体等温转变根据等温温度分为高温转变和中温转变两大类。
高温转变又称珠光体类转变,在A1~550℃温度范围内,奥氏体转变为铁素体和渗碳体组成的片状珠光体。等温温度越低,珠光体越细。分别为索氏体、托氏体。
中温转变又称贝氏体类转变,在550℃~MS温度范围内,奥氏体转变为贝氏体,其中550~350℃温度范围内形成上贝氏体;350℃~MS温度范围内形成下贝氏体。
4. 影响C曲线(过冷奥氏体等温转变曲线)的因素主要有哪些?如何影响C曲线的形状和位置?
影响C曲线的因素主要有含碳量、合金元素、加热温度和保温时间等。
(1)含碳量的影响,亚共析钢的C曲线随含碳量的增加向右移,过共析钢的C曲线,随含碳量的增加向左移,共析钢过冷奥氏体最稳定;
(2)合金元素的影响,除钴以外,其他合金元素溶入奥氏体后,均使C曲线向右移动;
(3)加热温度和保温时间,加热温度越高或保温时间越长,C曲线越向右移。
5. 金属冷塑性变形和热塑性变形对组织和性能各会产生什么影响?
冷塑性变形使金属组织由等轴晶粒变为纤维组织,对性能影响主要是造成加工硬化,即随着变形度的增加,金属强度、硬度提高,而塑性、韧性下降。
热塑性变形可以消除铸态组织的缺陷,细化晶粒,形成热变形纤维组织。