ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм возникновения сварочных напряжений и деформаций из "Металлургические и технологические основы дуговой сварки 1959 " Нагрев стали приводит к изменению как физических, так и механических характеристик стали. На графике фиг. 99 показаны изменения свойств малоуглеродистой стали в зависимости от температуры. [c.196] Как видно из графика, предел прочности стали до температуры 100° меняется незначительно, в интервале температур 150—400° он достигает максимума, превышающего начальное значе1ше на 20—30 о, относительное удлинение в этом интервале температур падает. Повышение прочности при понижении пластичности может иногда явиться причиной образования трещин в металле. Модуль упругости стали при повышении температуры падает, и при температуре около 650° сталь утрачивает свои упругие свойства. Коэффициент линейного расширения с повышением температуры возрастает. Предел текучести с повышением температуры снижается и в дальнейшем будем считать, что при температуре 600° предел текучести имеет нулевое значение. [c.196] В случае равномерного нагрева величина удлинения будет прямо пропорциональна температуре (принимая коэффициент линейного расширения а не зависящим от температуры). [c.197] В случае равномерного нагрева жестко закрепленного стержня (фиг. 101, а) по мере повышения температуры в нем появятся напряжения сжатия и упругие деформации сжатия, пропорциональные аТ. [c.197] До момента времени (фиг. 101, б), пока аТ е , процессы в стержне будут обратимые. [c.197] Но при дальнейшем повышении температуры кроме упругих деформаций в стержне появятся пластические деформации по величине равные общим тепловым деформациям за вычетом упругих деформаций. [c.197] Дальнейшее снижение температуры свободного стержня должно было бы привести к соответствующему его укорочению, но при закрепленном стержне это произойти не может, поэтому в нем появляются напряжения растяжения, возрастаюи1ие по мере уменьшения температуры. [c.198] По завершении термического цикла в стержне будут существовать остаточные напряжения, равные пределу текучести растяжения, и пластические деформации растяжения. [c.198] Подобные услов] я жесткого закрепления в сварочной практике встречаются довольно часто, например, при холодной заварке трещин в массивном изделии и сварке двух жестко закрепленных деталей в стык. [c.199] Поэтому естественно возникает вопрос, не могут ли остаточные напряжения, равные пределу текучести растяжения, достигнуть предела прочности материала, т. е. вызвать разрушение — разрыв стержня. [c.199] Как видно из фиг. 102, кривая / резко отличается от кривой 2. [c.199] Предложенная им методика изучения и расчета сварочных напряжений и деформаций получила общее признание и послужила научной базой для подтверждения возможности применения сварки для любых металлоконструкций и решения других проблемных вопросов сварки. Основные положения теории сварочных деформаций и напряжений изложены ниже. [c.200] В качестве простейшего примера рассмотрим случай местного нагрева полосы, схема которого приведена на фиг. 103. [c.200] Если местный нагрев сосредоточен на кромке полосы, то распределение температуры в ее поперечных сечениях может быть представлено графиком (фиг. 103, а), который показывает, что все продольные волокна прп этом будут иметь различную температуру. [c.200] Однако в действительности все продольные волокна полосы связаны между собой в одно целое, поэтому их деформации не могут происходить изолированно друг от друга. [c.201] В этих условиях местные тепловые деформации нагретых участков будут вызывать сопротивление со стороны связанных с ними менее нагретых участков. Это сопротивление, с одной стороны, будет ограничивать величину местных тепловых деформаций нагретых участков, а с другой стороны, оно будет приводить к появлению деформаций и в ненагретых участках. [c.201] Таким образом, для определения действительных деформаций и напряжений неравномерно нагретой полосы необходимо знание не только одного закона распределения температур, но и знание условий взаимосвязи отдельных волокон, которые определяются прочностными характеристиками материала и законом упругого равновесия. [c.201] Вернуться к основной статье