ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности изготовления сварных конструкций из "Прочность сварных соединений " Большие возможности, открывающиеся с применением сварных конструкций, не могут быть полностью обеспечены простым переносом методов и средств, используемых при изготовлении клепаных конструкций. Для полного использования всех преимуществ сварных конструкций необходимо учитывать их некоторые особые свойства, которые заставляют выдвигать ряд новых требований по отношению к применяемым материалам, формам сопряжений и узлов, а также к технологии изготовления. [c.12] Процесс сварки оказывает значительное тепловое воздействие на металл, которое может привести к существенным изменениям свойств основного металла и, кроме того, является причиной появления остаточных деформаций и напряжений в конструкции. [c.12] Изменения свойств металла в зоне шва в результате сосредоточенного местного теплового воздействия связаны с процессами плавления, кристаллизации, возможными структурными превращениями, а также с местными пластическими деформациями. Степень изменения свойств металла в районе шва зависит не только от теплового режима процесса сварки, который определяется выбором его параметров, но и от свойств основного металла. Соответствующим выбором режима сварки, а также применением специальных мер таких, как предварительный подогрев изделия перед сваркой, а также последующая его термическая обработка, можно ограничить степень изменения свойств металла в районе шва при сварке даже достаточно сложных легированных сталей. В отдельных случаях такие специальные меры необходимы, и они находят применение в промышленности при изготовлении некоторых изделий из легированных сталей. Однако эти меры значительно усложняют процесс изготовления и поэтому для широкого круга металлических конструкций они нецелесообразны. [c.12] Для обеспечения необходимых свойств сварных соединений большое значение имеет выбор материала конструкции. Правильным выбором основного металла обеспечиваются не только необходимые свойства металла основных элементов конструкции, но и необходимые свойства металла, расположенного непосредственно в зонах сварных швов, подвергающихся тепловому воздействию процесса сварки. [c.12] Свойствами основного металла, а также и металла шва определяется и степень того влияния, которое могут оказать сварочные напряжения на прочность конструкции. Установлено, что в случае применения материалов с достаточной пластичностью (а также при соблюдении некоторых требований по отношению к формам сварных соединений и технологии изготовления) сварочные напряжения не снижают прочности сварных конструкций. Поэтому процесс изготовления сварных конструкций из пластичных материалов не требуется усложнять дополнительными специальными мерами для предупреждения сварочных напряжений или для их полного снятия. [c.12] При проектировании сварных конструкций необходимо учитывать, что они являются монолитными. Это свойство, предоставляющие большие возможности для создания более совершенных конструкций, в то же время несколько усложняет условия их работы. В сварных монолитных соединениях перемещения между отдельными элементами, сильно ограничены, тогда как клепаные соединения обладают некоторой подвижностью, которая в ряде случаев оказывается достаточной для уменьшения опасности появления дополнительных напряжений, возникающих от действия случайных нагрузок, которые поэтому для них обычно и не учитываются. В связи с этим к проектированию сварных конструкций, которые имеют более жесткие узлы, ограничивающие свободу перемещения отдельных элементов между собой, требуется несколько иной подход. В особо напряженных узлах необходимо избегать резких изменений формы и создавать плавные переходы, уменьшающие опасность проявления концентрации деформаций и напряжений. [c.13] Форма сварного соединения имеет особенно большое значение для прочности сварных конструкций, воспринимающих динамическую нагрузку, а также для конструкций, работа которых происходит в условиях низких температур, при которых даже первоначально пластичный материал может потерять свои пластические свойства и перейти в хрупкое состояние. [c.13] Для иллюстрации того, в какой мере важно правильно выбрать форму сварных соединений, можно привести пример из области применения сварных конструкций в пролетных строениях железнодорожных мостов [5]. [c.13] Опыт изготовления и эксплуатации цельносварных пролетных строений железнодорожных мостов показал, что применение в них нахлесточных соединений, характеризующихся высокой концентрацией напряжений, приводит к появлению местных разрушений в отдельных перенапряженных участках. Поэтому в современных условиях такие соединения в элементах главных ферм цельносварных пролетных строений железнодорожных мостов запрещаются. Соединения внахлестку допускаются только в узлах поперечных и продольных связей, которые являются слабонагруженными элементами. Многие цельносварные пролетные строения железнодорожных мостов, построенные в период после 1945 г. без нахлесточных соединений, а с применением стыковых соединений, не имеющих резких переходов в своих отдельных сечениях, успешно эксплуатируются. [c.13] К этому необходимо добавить, что к числу основных причин, которыми объясняются неудачи, имевшие место в начальный период применения сварки в мостостроении, кроме отмеченных выше конструктивных недостатков, следует отнести также использование не вполне подходящих материалов, а также то, что существовавшая технология сварки не обеспечивала высокое качество сварных швов. [c.13] Учитывая все изложенное, можно видеть, что задача обеспечения требуемых свойств сварных конструкций должна решаться комплексно, путем выбора материала конструкции, определенных форм сопряжений и соответствующей технологии изготовления. [c.14] Вернуться к основной статье