ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Причины напряжений и деформаций при сварке из "Ручная дуговая сварка металлов " Неравномерное нагревание металла. Внутренние напряжения возникают только в том случае, если свободному расширению и сокращению детали что-либо препятствует. Таким препятствием являются соседние участки металла, оставшиеся более холодными вследствие неравномерного нагрева и потому менее расширившиеся. [c.46] Наличие сосредоточенного источника тепла (сварочное пламя, электрическая дуга), пере.мещающегося вдоль шва с какой-то скоростью и вызывающего неравномерное нагревание металла при сварке, является основной причиной возникновения внутренних напряжений и деформаций в сварных изделиях. [c.46] Величина деформации и связанных с ней напряжений зависит от величины зоны нагрева при сварке. Чем больший объем металла разогревается при сварке, тем сильнее будут деформации и коробление. Поэтому различные способы сварки дают различную величину деформации. Большую величину нагрева и деформации дает газовая сварка кислородно-ацетиленовым пламенем, а меньшую — дуговая сварка металлическим электродом, особенно тонкопокрытым. [c.49] Размеры и положение швов также влияют на величину деформации при сварке. Наибольшие деформации вызывают длинные швы, расположенные несимметрично относительно сечения свариваемого профиля (рис. 17). Чем сложнее форма детали, чем больше в ней различных швов, тем скорее можно ожидать появления деформаций и напрял ений при сварке. [c.49] Искусственное охлаждение детали в процессе сварки уменьшает величину деформации. [c.49] Температура подогрева определяется свойствами металла и составляет для стали до 500—600°, чугуна до 700—800°, алюминия до 250—270°, бронзы до 300—400°. Низкий температурный подогрев до 100—200° применяется в случае сварюи стали при низких окружающих температурах. [c.50] Сварку швов нужно прои изод 5ть проход пМп 01 середины к краям, В этом случае в середине шва будут возникать поперечные напряжения сжатия. Если же вести сварку шва от его концов к середине, то появятся поперечные напряжения растяжения и в шве или околошовной зоне -может образоваться трещина. Прихватки должны располагаться на некотором расстоянии от концов стыков, выбираемом в зависимости от размеров и длины шва. [c.51] Неправильнэ будет наплавить сначала одну половину стержня, а затем вторую, так как в этом случае первоначальные деформации могут полностью не уничтожиться. [c.53] При горячей правке производится местный нагрев сварочными горелками до пластичного состояния участка металла на выпуклой стороне изделия. При остывании в этом участке возникают остаточные напряжения растяжения, выпрямляющие изделие. Для устранения остаточных напряжений после холодной или горячей правки, если это требуется по условиям работы конструкции, производят отжиг сварного изделия. [c.54] Полный отжиг. Обеспечивают нагреванием стального изделия до 820—930°, выдержкой при этой температуре и последующим медленным охлаждением. [c.54] Слишком длительная выдержка при максимальной температуре отжига вредна, так как способствует росту зерна. Особенно это неблагоприятно сказывается на мягкой низкоуглеродистой стали при температуре выше 1000°. Ниже этой температуры рост зерна будет незначителен даже при выдержке до 7—8 час. [c.54] Нормализация, отличающаяся от полного отжига большей скоростью охлаждения. Повышенная скорость охлаждения в первые моменты после нагрева позволяет получить мелкозернистое строение металла. С этой целью при нормализации сварное изделие после нагрева до температуры на 20—30° выше критической и выдержки вынимают из печи и охлаждают на воздухе. В результате металл шва получается несколько более прочным, но менее пластичным, чем после обычного отжига. Чем мягче сталь, тем понижение ее пластичности при нормализации будет менее заметно оно тем больше, чем больше углерода и марганца содержит сталь. Мягкую низкоуглеродистую сталь, содержащую меньше 0,2% углерода, следует подвергать, как правило, нормализации вместо отжига. Для улучшения качества сварных конструкций нормализация является наилучшим видом термической обработки. [c.55] Отжиг для снятия напряжения (низкотемпературный отжиг или высокий отпуск). При полном отжиге и нормализации внутренние напряжения уничтожаются, так как для этого достаточно нагреть изделия до температуры 600—650°, т. е. ниже температуры нагрева при полном отжиге и нормализации, и медленно охлаждать. Для устранения только напряжений изделие подвергают нагреванию до 600—650° и после выдержки (из расчета 2—2,5 мин на 1 мм толщины металла, но не менее 30 мин) — последующему медленному охлаждению вместе с печью до нормальной температуры. Поскольку при этом металл нагревается до сравнительно ненысокой температуры, лежащей ниже критической, в не.м никаких 1зменени1 структуры не происходит. [c.55] При отпуске можно нагревать изделие и до более низко температуры, но тогда собственные сварочные напряжения ча стично останутся в изделии, хотя пики их значительно вырав ниваются. Так, например, при нагреве стального изделия до 400—500° снимается до 50%, а при 200—300° — до 10—20% остаточных напряжений, возникших в процессе сварки. [c.55] Отжиг и нормализация всей сварной конструкции — операции довольно сложные, требующие специально оборудованных печей. [c.55] По роду тока, питающего дугу, различают источники переменного или постоянного тока. В зависимости от количества сварочных постов, питаемых от одного источника, последние разделяются на одно- и многопостовые. [c.56] Подавляющее больщинство источников питания, выпускаемых в СССР, имеет общее назначение как для однодуговой ручной сварки плавящимся электродом открытой дугой, так и для автоматической сварки под флюсом. В соответствии с большим разнообразием режимов сварки источники питания выпускаются различной мощности, регламентируемой ГОСТ. Каждый источник питания рассчитывается на определенное номинальное рабочее напряжение и соответствующий номинальный ток при заданной относительной продолжительности работы (ПР) или относительной продолжительности включения (ПВ) в прерывистом режиме. [c.56] Различие в режимах, характеризуемых значениями ПР или ПВ, заключается в том, что в первом случае источник питания во время паузы не отключается от сети и работает на холостом ходу, а во втором случае источник питания во время паузы полностью отключается от сети. [c.56] Допустимые по условиям нагрева нагрузки при прерывистых режимах больше, чем при непрерывно длительных когда ПВ%=ПР% = 100%. [c.56] Вернуться к основной статье