ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформации и напряжения при сварка стыковых соединений и соединений впритык из "Металлургические и технологические основы дуговой сварки 1959 " Применение ранее рассмотренных условий образования напряжений и деформаций при наплавке валика на к15омку полосы к случаю сварки двух полос в стык позволяет установить общие закономерности возникновения напряжений и деформаций при сварке стыковых соединений. Но учитывая, что при выполнении стыковых соединений возникают как деформации в плоскости свариваемых листов, так и деформации из плоскости соединяемых элементов, сначала рассмотрим деформации в плоскости свариваемых листов. Для этого полагаем, что на соединяемые в стык кромки действует линейный источник тепла, характерный тем, что листы прогреваются по всей толщине равномерно. Для упрощения считаем, что сварка соединения производится быстродвижущимся источником тепла и поэтому с небольшой погрешностью можно принять, что шов по длине охлаждается равномерно. Принятые допущения позволяют нам полнее применить процессы, наблюдаемые при наплавке валика на кромку полосы, к случаям сварки стыковых соединений. [c.210] Величина и характер напряжений и деформаций в плоскости свариваемых в стык листов будет прежде всего зависеть от соотношения ширины свариваемых листов. [c.210] Если ширина одного листа равна к, а второго листа нулю, то напряжения и деформации в таком элементе будут такими же, как в случае наплавки валика на кромку. [c.210] Если совместить между собой две эпюры для случая наплавки валика на кромку полосы шириной /г (фиг. 110, а), то увидим, что полученная совмещенная эпюра продольных напряжений в какой-то мере отражает напряжения при сварке в стык двух полос прн выше принятых допущениях. На внутренних кромках и в шве будут напряжения растяжения, равные пределу текучести, и пластические деформации растяжения, а напряжения на наружных кромках будут зависеть от таких факторов как погонная энергия и жесткость системы, в нашем случае зависящая от ширины полос. [c.210] При сварке в стык двух полос равной ширины эпюра продольных напряжений примет вид согласно фиг. ПО, б. При этом на внутренних кромках и в шве будут напряжения растяжения, равные пределу текучести при более высоких пластических деформациях растяжения, чем в случае наплавки валика на кромку, вследствие большой жесткости системы. [c.210] Дальнейшее увеличение ширины листов с увеличением при этом скорости перемещения источника тепла приведет к относительному уменьшению ширины зоны пластических деформаций растяжения, а напряжения сжатия будут уменьшаться к наружным кромкам и на кромках могут быть равными нулю (фиг. 110, г). [c.211] В случае сварки в стык двух полос разной ширины, деформации широкого листа будут в определенной мере подобны деформациям при наплавке валика на его кромку, но из-за противодействия узкой полосы ось шва искривится. Эпюры продольных напряжений приведены на фиг. ПО, д. Чем больше разница в ширине свариваемых полос, тем больше напряжения в широкой полосе приближаются к эпюре при наплавке валика на кромку. Напряжения в узкой полосе сопровождаются пластическими деформациями растяжения на внутренней кромке и сжатия на наружной. Чем меньше разница в ширине свариваемых полос, тем больше эпюра приближается к случаю сварки в стык двух полос равной ширины. [c.211] В случае сварки широких листов, когда они вследствие большой жесткости почти не изгибаются, величина таких поперечных напряжений будет незначительной. [c.212] Но в стыковых соединениях имеются еще поперечные напряжения от поперечного сокращения металла шва и околошовной зоны, и напряжения также зависят от погонной энергии и порядка наложения шва. [c.212] Неодновременность охлаждения отдельных участков шва приводит к тому, что в одних частях шва мы наблюдаем возникновение сжимающих напряжений, в других—растягивающих. [c.212] Из рассмотренного следует, что во всех случаях сварки стыковых соединений наблюдаются поперечные и продольные пластические деформации и напряжения. Суммирование деформаций от отдельных швов часто приводит к уменьшению размеров сварных конструкций, поэтому при разработке технологического процесса заготовки деталей с этим положением необходимо считаться. [c.212] При изготовлении сварных тавров, состоящих из двух листов, вследствие продольных и поперечных напряжений, а также укорочений возникают деформации стенки и пояса тавра. [c.212] Схема деформации сварного тавра показана на фиг. ПН. из которой видно, что деформация стенки тавра подобна деформации полосы, на кромку которой наплавляется валик. Эти деформации по существу и определяют направление изгиба и обнгие деформации стенки и пояса который, кроме того, получает деформацию нз своей плоскости. [c.213] Фиг 113. Вид деформированного сваркой тавра. [c.213] Для упрощения из всех возможных деформаций сварных тавров рассмотрим только продольные напряжения и деформации в вертикальной плоскости, пользуясь нам уже известной методикой определения продольных напряжений в стыковых соединениях. [c.213] Продольные напряжения при сварке в стык двух полос разной ширины зависят от соотношения ширин свариваемых листов, а продольные напряжения в сварных таврах зависят от соотношения размеров стенки и пояса тавра. [c.213] больш е ширина вертикальной стенки и тоньше пояс, тем больше эпюра продольных напряжений сварного тавра приближается к эпюре, получаюпдейся при наплавке валика на кромку полосы. [c.213] Чем больше толщина пояса или меньше высота стенки тавра, тем больше эпюра продольных напряжений сварного тавра приближается к эпюре для случая сварки в стык двух полос равной ширины (фиг ПО. б). [c.213] Руководствуясь изложенным, построим эпюры продольных напряжений для двух сварных тавров в одном случае для тавра с высокой стенкой и тонким поясом, в другом — для тавра с низкой стенкой и толстым поясом (фиг. 114). [c.213] Во втором случае (фиг. 114, б) наружная кромка стенки получает вогнутость и продольные напрял ения сжатия. Прилегающая к наружной поверхности часть сечения пояса также имеет напряжения сжатия, а в зоне шва, как и в первом случае, напряжения равны пределу текучести растяжения, и пластические деформации вследствие большей жесткости системы больше, чем в первом случае. [c.214] Вернуться к основной статье