ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Меры борьбы со сварочными деформациями и напряжениями из "Металлургические и технологические основы дуговой сварки 1959 " Успешный опыт эксплуатации сварных конструкций и специальные исследования показали, что на работоспособность сварных конструкций из малоуглеродистой стали или другого материала с достаточно высокими пластическими свойствами при любых видах нагрузки сварочные напряжения не влияют. Это можно подтвердить рассматривая процессы при нагружении стыкового соединения (фиг. 122, а), в котором остаточные уравновешенные продольные напряжения характеризуются упрощенной эпюрой (фиг. 122, 6). [c.222] Распределение продольных напряжений после приложения нагрузки представлено на эпюре фиг. 122, в, из которой видно. [c.223] Следовательно, в результате нагрузки и разгрузки соединения, имеющего начальные уравновешенные сварочные напряжения, мы достигнем значительного их уменьшения. Чем больше прилагаемое внешнее усилие, тем в большей степени уменьшаются внутренние напряжения. [c.224] Во всяком сечении пластины напряжения равны пределу текучести, и материал находится в пластическом состоянии. Дальнейшее увеличение нагрузки безусловно нецелесообразно, так как без всякой на то необходимости будут использоваться пластические свойства материала. [c.224] Из приведенного примера видно, что внутренние уравновешенные в сечении соединения напряжения не влияют на работоспособность сварных конструкци ] из малоуглеродистой стали. [c.224] Но в конструкциях из специальных сталей, в которых под воздействием термического цикла сварки в околошовной зоне образуются малои.тастичиые структуры и тем самым меняются механические характеристики основного металла в зоне сварного шва, структурные напряжения совместно с тепловыми могут оказать существенное влияние на прочность сварной конструкции. В этих случаях требуется принимать меры, исключающие образование закаленных участков в околошовной зоне, а в случае сварки некоторых высоколегированных сталей, хотя бы для улучшения механических характеристик околошовной зоны, что в определенной мере может быть достигнуто изменением погонной энергии, метода наложения швов, подогревом и другими технологическими приемами. [c.225] Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями и напряжениями от сварки можно расчленить на две основные группы. [c.225] К первой группе мероприятий можно отнести также приемы, как выбор правильной последовательности сварки изделия, закрепление, предварительные обратный выгиб, подогрев, интенсивное охлаждение свариваемых деталей и некоторые другие. [c.225] Практикой и исследованиями установлено, что на остаточные деформации и напряжения при сварке наряду с неравномерностью распределения температуры в свариваемом металле существенное влияние оказывает неодновременность наложения шва по длине и сечению шва, последовательность и направление выполнения швов. [c.225] При сварке широко применяются такие методы выполнения швов по длине как напроход от середины к концам, вразброс, а по сечению — однопроходный, многопроходный, каскадный, блочный, горкой и др. [c.225] При сварке напроход, т. е. при выполнении шва от начала до конца без длительных перерывов имеется максимальная неодновременность выполнения шва по длине, в результате чего и остаточные деформации свариваемых листов наибольшие. [c.225] Обратноступенчатая сварка при правильном выборе длины ступени является наиболее эффективным методом уменьшения неод-новременности выполнения однопроходного шва и поэтому приводит к меньшим окончательным напряжениям и деформациям. [c.226] Достигается это за счет того, что разбивка шва на участки производится из такого расчета, чтобы при окончании сварки каждого последующего участка начало предыдущего участка имело определенную температуру. Таким образом, меняя длину участка и погонную энергию дуги, можно подбирать определенный температурный перепад на границах между двумя ступенями. Обычно он составляет 200—300°, что достигается при однопроходной сварке, если длина ступени выдерживается в пределах длины, выполнимой при расплавлении одного электрода с сечением валика не менее 1,0—1,5 сечения электрода. [c.226] При обратноступенчатой сварке уменьшение деформаций и напряжений достигается еще и потому, что наряду с большей одновременностью вьшолнения шва по длине, шов на каждом участке, в связи с тем, что начало и конец участка нагреты, выполняется по расширенному зазору. При охлаждении одновременно с уменьшением ширины шва уменьшается и первоначально расширенный зазор, вследствие чего остаточные напряжения и деформации становятся минимал ьными. [c.226] Каскадный метод применяется при сварке многопроходных швов и представляет собой обратноступенчатую сварку не только по длине шва, но и развитую по сечению шва. Тем самым уменьшается неодновременность вьшолнения шва как по длине, так и по сечению шва, чем достигается более благоприятное распределение температуры по сечению и длине шва и уменьшение остаточных напряжений и деформаций. Длина участка — каскада может определяться расчетным путем. [c.226] Блочный метод заключается в том, что весь шов по длине делится на равные участки длиной примерно 1 лг каждый участок — блок выполняется определенным сварщиком, причем сварка начинается со среднего блока, сразу же после вьшолнения первого прохода, на первом участке сварку начинают еще два сварщика и так далее, пока все участки по длине шва не будут закреплены за сварщиками. Такое одновременное выполнение многопроходного шва по длине и сечению обеспечивает наиболее равномерное распределение температуры, что значительно уменьшает общие остаточные деформации как в плоскости свариваемых листов, так и из плоскости. Блочный метод можно успешно применять даже для сварки закаливающихся сталей. [c.226] Таким образом, наряду с ранее разобранным влиянием изменения направления наложения сварных швов, последовательность их наложения является важным звеном в мероприятиях по уменьшению и регулированию деформаций свариваемых изделий. [c.227] Закрепление достигается путем прикрепления балок перед сваркой к плите, стеллажам (фиг 124, а) или временнным соединением свариваемых балок свободными кромками на прихватках (фиг. 124, б). [c.227] Вследствие жесткого закрепления увеличивается пластическая деформация в зоне шва, и это может значительно снизить остаточный прогиб и довести его до таких размеров, что последующее исправление балок не потребуется. [c.227] При обеспечении закрепления попарным скреплением тавровых балок прихватками сварка их может производиться по одному из ранее рассмотренных приемов сварки двутавровых балок. [c.227] Вернуться к основной статье