СВАРНЫЕ ШВЫ — СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

СВАРНЫЕ ШВЫ - СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ [c.846]

Для ряда сварных изделий необходимо также учитывать коробление в процессе механической обработки или эксплуатации конструкции. Снятие припусков при механической обработке изменяет напряженное состояние изделия и приводит к нарушению взаимной уравновешенности напряжений. Для перехода в новое равновесное напряженное состояние, необходимое по условию существования сварочных напряжений без приложения внешних сил, в конструкции должны пройти определенные деформации, вызывающие ее коробление. Величина указанного коробления относительно невелика и должна учитываться лишь-в изделиях повышенной точности с несимметричным расположением сварных швов (например, в диафрагмах, цилиндрах турбин и т. п.). В указанных случаях для стабилизации размеров желательно производить термическую обработку конструкции с целью снятия напряжений. [c.61]

Рекомендуемая по условию снятия остаточных напряжений для сварных изделий из аустенитных сталей термообработка (стабилизация) при температурах 800—900° может приводить не к улучшению, а в ряде случаев к ухудшению свойств металла шва и околошовной зоны сварного соединения (п. 4, глава II). Поэтому оптимальным видом термической обработки для сварных соединений аустенитных сталей является аустенизация — закалка с температур 1050—1200° в зависимости от марки стали. Этот режим термической обработки принят в качестве основного для сварных стыков паропроводов и ряда других ответственных конструкций из аустенитных сталей. В случае необходимости снятия остаточных напряжений, созданных в процессе быстрого охлаждения при аустенизации, конструкция может дополнительно подвергаться стабилизации по режиму 800- 900° — 10 час. [c.92]

При этих температурах вследствие высокой релаксационной стойкости аустенитных сталей сварочные напряжения в изделии продолжают оставаться на высоком уровне и в то же время прочность большинства аустенитных сталей относительно мала. Сочетание низкой прочности материала и высоких сварочных напряжений в конструкции создает опасность разрушения последней. Подобные разрушения наиболее вероятны при термической обработке крупногабаритных изделий повышенной жесткости, имеющих различные конструктивные концентраторы напряжений в виде резкого изменения формы сечения. Они наблюдались в процессе стабилизации сварных аустенитных роторов и других крупногабаритных изделий. Наиболее часто трещины шли от концентраторов в зоне сплавления шва и основного металла, а также от различных участков с острыми углами. [c.92]

Термическая обработка сварных роторов включает в себя высокий отпуск при изготовлении их из перлитных или хромистых сталей или высокотемпературную стабилизацию — для аустенитных роторов. Режим отпуска или стабилизации определяется маркой свариваемой стали и имеет своими задачами снятие сварочных напряжений и устранение хрупких закаленных зон в сварном соединении. [c.125]

Влияние финишной термической обработки. В условиях производства некоторых деталей или машиностроительных конструкция часто возникает необходимость термической обработки их в готовом виде. Для титановых сплавов это бывает релаксационный отжиг (снятие остаточных напряжений в сварных конструкциях или отжиг для стабилизации геометрических размеров). [c.177]

Фокусное расстояние линейно зависит от анодного напряжения установки, но не зависит от силы тока в луче. Параметры сварного шва непосредственно зависят от постоянства энергетических характеристик электронного луча, в том числе его диаметра, так как размер последнего определяет удельную мощность луча. Поэтому в электронно-лучевых установках особое внимание уделяется постоянству анодного напряжения. Применяют специальные меры для стабилизации его, что позволяет устранить влияние колебаний напряжения сети, пульсаций силового выпрямителя и т.п. [c.197]

При дуговой сварке механические свойства металла сварного шва и прочность соединения в целом зависят от марки титана, марки присадочной проволоки, способов и режимов сварки и могут быть доведены до показателей основного металла. Титановые а-, псевдо-а- и р-сплавы хорошо свариваются, малочувствительны к изменению термических циклов сварки и могут свариваться в широком диапазоне режимов. Сварные соединения из низколегированных а-сплавов почти равнопрочны основному металлу. С повышением легирования различие в прочности и пластичности сварного соединения и основного металла возрастает. Для стабилизации структуры и снятия остаточных напряжений применяют для а-сплавов послесварочный отжиг. [c.476]

Сварку а -сплавов следует проводить при минимальной погонной энергии с целью ограничения роста зерна (а + Р)-сплавы, которые легко образуют хрупкие соединения, целесообразно сваривать на мягких режимах с малой скоростью охлаждения р-сплавы следует охлаждать со скоростью, близкой к закалочной. Для стабилизации механических свойств и снятия остаточных напряжений сварные соединения а-сплавов подвергают отжигу при температурах 500... 600 °С и продолжительности вьщержки 0,5... 1 ч. Упрочняющая термообработка (а + р)- и р-сплавов состоит в закалке начиная с температур 880...950°С и старении при 475... 500 °С в [c.273]

Сварные соединения сталей аустенитного класса стабилизация при 780—820 °С или аустени-тизация при 1000—1100°С (нагрев в интервале 500—900 °С со скоростью менее 100 °С/ч) для снятия напряжений, выравнивания структуры и свойств. Сварные соединения стали мартен-ситного или ферритного класса — отпуск при 700—800 °С [c.26]

Сварные конструкции, не прошедшие термообработки для снятия напряжений и стабилизации неустойчивых структур, могут изменять свои размеры под воздействием различных, факторов. В зависимости от требований точности эти изменения могут быть несущественны или, наоборот, недопустимы. [c.51]

Объемные напряжения в массивных деталях снижаются несколько меньше, чем одноосные напряжения, но относительная стабилизация их уровня также наступает после 1—2 ч выдержки. Поэтому и для массивных сварных конструкций, после того как достигнуто выравнивание температуры по сечению детали, выдержка может быть ограничена 3 ч. [c.83]

При серийном производстве деталей, подобных рассмотренному блоку цилиндров, существенным является вопрос необходима ли термообработка изделия после сварки. Для прочности конструкции термообработка блока цилиндров не нужна. Однако высокие требования к прямолинейности оси коленчатого вала вызывают опасения, что могут возникнуть искажения в результате механической обработки детали, имеющей остаточные сварочные напряжения, и накапливания деформаций с течением времени после сварки. Для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры сварных соединений термообработка является полезной. В условиях поточного производства наличие операции термообработки вызывает весьма большие трудности, так как нарушает поток и создает необходимость задела готовых деталей из-за продолжительности цикла нагрева, выдержки и последующего охлаждения. Изложенные соображения являются достаточно общими и применимы не только к блоку цилиндров, но и к станинам станков, и к другим сварным деталям типа станин, к которым предъявляются требования точности и неизменяемости размеров. Для подобных деталей решение вопроса о необходимости термообработки должно приниматься на основе конкретных наблюдений и измерений и сопоставления их результатов с требованиями технических условий. [c.705]

Кроме стабилизации структуры технологическая термическая обработка одновременно приводит к снятию остаточных напряжений в сварных конструкциях. Совместное действие фазовых превращений при тепловой выдержке и релаксации внутренних напряжений изменяет параметр кристаллической решетки. Так, для аустенитно-ферритного металла, наплавленного электродами [c.112]

Задачами термической обработки сварных конструкций из аустенитных сталей являются стабилизация структуры сварных швов и снятие остаточных напряжений. Температура термической обработки выбирается несколько выше эксплуатационных температур. С точки зрения максимального снятия напряжений и улучшения структуры наиболее благоприятна полная термическая обработка сварных узлов — аустенизация с отпуском, которая проводится для применяемых в турбостроении сталей при температурах соответственно от 1050 до 1150° С и от 750 до 850° С. В тех случаях, когда аустенизация по каким-либо причинам невозможна, ограничиваются только отпуском. Иногда для сложных сварных конструкций целесообразно провести местный отпуск с применением индукторов. [c.222]

Большинство сварных конструкций из жаропрочных аустенитных сталей подвергается термической обработке аустенитизации при 1050—1100° С либо аустенитизации с последующим стабилизирующим отжигом при 750—800° С. Аустенитизация обеспечивает снятие сварочных напряжений и придает сварному соединению более однородные свойства. Стабилизирующий отжиг способствует выделению избыточных фаз и стабилизации структуры. [c.452]

Влияние финишной термической обработки. При изготовлении некоторых деталей или конструкций часто возникает необходимость их термической обработки в готовом виде. Для деталей из титановых сплавов—это дорекристаллизационный отжиг (снятие остаточных напряжений в сварных конструкциях или отжиг для стабилизации геометрических размеров) или термическое улучшение (закалка и низкотемпературное старение). Однако при нагреве в открыть(х печах может происходить определенное изменение поверхностного слоя. Температура до-рекристаллизационных отжигов обычно не превышает 700°С. Отжиг при таких температурах и выдержке несколько часов практически не [c.185]

На Черепетской ГРЭС (номинальные рабочие параметры пара перед турбиной — давление 170 ат, температура 550° С) с котлами ТП-240 барабанного типа коррозионные повреждения под напряжением также наблюдались в конвективной части пароперегревателей котлов № 1 и № 2 в первый период эксплуатации. Конвективные пароперегреватели были изготовлены из стали 1 Х14Н14В2М(ЭИ257) в виде труб размером 32 X 5,5 мм. Изгибы труб радиусом 55 мм и 105 мм после холодной деформации термообработке не подвергались. На котле № 1 за период 1863 час эксплуатации было зарегистрировано четыре случая разрушений, на котле № 2 за 767 час — 59 случаев. Разрушения происходили исключительно в нижних изгибах малого радиуса (г = 55 мм). Трещины появлялись главным образом на внутренней поверхности труб. Металлографическое исследование показало, что трещины сначала имели межкристаллитный характер, а затем они развивались как по границам, так и по телу зерен. В этот период изгибы труб, как указано выше, не были аусте-низированы кроме того, при термической обработке они не могли свободно перемещаться. Было произведено 50 пусков котла № 1 за период 1863 час испытаний и 22 пуска котла №2 за период 757 час, что способствовало появлению повышенных механических напряжений в металле и упариванию воды в изгибах (недренируемого перегревателя). Перед первым пуском котлы № 1 м № 2 длительно промывали щелочью, а пар из барабана со значительной концентрацией щелочей конденсировался в вертикальных петлях перегревателя. После проведения аустенизации изгибов труб радиусом 55 Л1м с нагревом по методу электросопротивления разрущений такого характера уже не наблюдалось. В процессе эксплуатации не было также случаев повреждения сварных соединений труб пароперегревателей, изготовленных контактным способом. При исследовании двух контрольных стыков паропровода, не прошедших стабилизации, в одном из них, проработавшем 3500 час, была обнаружена трещина глубиной 5,1 мм у корня шва — на расстоянии примерно 5 мм от наплавленного металла. Авторы работы считают, что причина возникновения этой трещины — повышение концентрации солей и их агрессивность при упаривании конденсата между трубой и подкладным кольцом в периоды останова и пуска котла. Разрушения межкристаллит-ного характера отмечены в нескольких случаях, в том числе и в дренажных трубках и в сварных соединениях труб (размеры 219 X X 27 мм) в месте контакта поверхности трубы с подкладным кольцом. В трубе размером 133 X 18 мм, находившейся в течение года в кон- [c.342]

Сварные соединения стали аустенитного класса стабилизация при 780-820°С или аустенизация при 1000-П00°С для снятия напряжений, вьфавнивания структуры [c.20]

По воздействию на свойства материала конструкции операции термической обработки могут быть разбиты па два вида. К первому из них относятся операции, отпуска при температурах 550— 750 С узлов из сталей перлитного, бейнитного и мартенситного классов-и стабилизации при температурах 750—900° С узлов из аустенитных сталей. Основным их назначением применительно к сварным конструкциям является снятие сварочных напряжений, устранение подкалки шва и зоны термического влияния, а также эффекта деформационного старения для сталей первой группы и снятия сварочных напряжений и етабилпза7ши структуры для второй. Явлений перекристаллизации, а также залечивания возникших при сварке зародышевых дефектов в условиях отпуска или стабилизации не происходит. [c.82]

В зависимости от режима термическая обработка оказывает разное влияние на длительную прочность металла шва (п, 6). Проведение отпуска перлитных швов и стабилизации аустенитных изменяет ее в большинстве случаев сравнительно мало относительно исходного состояния ввиду стабильности субструктуры швов, созданной при сварке. В то же время длительная пластичность сварных швов в результате проведения отпуска даже такого относительно малолегированного шва, как шов типа Э-50А (электроды марки УОНИИ 13/55), может заметно повР)1шаться (рис. 54). Особенно это сказывается на чувствительности к концентрации напряжений, оцениваемой в условиях испытания образцов со спиральным надрезом (штриховая линия). Введение подогрева при сварке способствует повышению длительной пластичности, однако достигнутый при этом уровень ниже значений после отпуска. Наибольшая длительная пластичность обеспечивается проведением высокотемпературной термической обработки. [c.89]

Оценка склонности сварных соединений к развитию трещин при термической обработке производится с помощью жестких проб и испытаний образцов, подвергнутых нагреву по имитированному термическому циклу сварки (п. 15). Пробы и испытания, а также опыт изготовления сварных конструкций показали, что образование трещин при термической обработке наиболее вероятно при высокой жесткости соединения и наличии концентраторов напряжений в районе усиления швов, а также несплавле-ний и других дефектов на границе сплавления. При исследовании с помощью жестких проб и релаксационных испытаний установлено, что вероятность появления трещин при отпуске или стабилизации заметно снижается, если перед нагревом проведена зачистка наружной поверхности швов до плавного сопряжения с основным металлом, или если испытываются гладкие образцы. Поэтому фактор концентрации является одним из основных, способствующих появлению рассматриваемого типа трещин. С позиций межзеренного разрушения такое влияние концентрации обусловлено тем, что за счет объемности напряженного состояния подавляются сдвиговые деформации и развиваются процессы, способствующие межзеренному разрушению. [c.99]

Оценка снятия сварочных напряжений на моделях более трудоемка, но позволяет при достаточных их размерах получить обоснованный ответ об эффективности термической обработки изделий данного типа. Так, например, проведение подобных испытаний на натурных моделях крупного сварного ротора из стали композиции Х16Н13МЗБ (ЭИ405) показало, что температура стабилизации для эффективного снятия остаточных напряжений в изделиях подобного рода лежит около 900° С, в то время как по данным релаксационных испытаний она составляла 800° С. Очевидно, однако, что более перспективными являются прямые релаксационные испытания образцов, (при условии надежной корреляции получаемых с их помощью результатов с данными испытания модели). Имеется, однако, ряд сварных соединений, в которых определение закономерностей изменения сварочных напряжений при термической обработке возможно лишь с помощью моделей. К ним относятся, например, сварные соединения разнородных сталей разных структурных классов, а также наплавленные изделия. [c.119]

Для сварных узлов из а-сплавов достаточно иримс-пягь полный или неполный отжиг для снятия остаточных сварочных напряжений. Термообработка двухфазных жаропрочных титановых сплавов ВТЗ-1, ВТ9 и др. необходима не только для снятия остаточных напряжений, по главным образом для стабилизации структуры металла шва и околошовной зоны. [c.332]

Сварные соединения сталей аустенитного класса стабилизация при 780—820° и.ш аустенизация 10U0—110и° (нагрев в ншернале 500—900° со скоростью не менее 100°/ч) для снятия напряжений, выравнивания структуры и свойств. Сварные соединения мартенсит кого или феррит-ного-класса — отпуск при 700—800° [c.6]

Сварные соединения из теплоустойчивых сталей подвергают в большинстве случаев термической обработке для снятия остаточных напряжений, стабилизации структуры и свойств. Что касается требований, предъявляемых к сварным соединениям, то они находятся обычно на уровне свойств свариваемых сталей. В связи с этим свариваемость теплоустойчивых сталв11 должна оцениваться сложностью применяемой технологии сварки и последующей термической обработки, которые обеспечивают минимальную физико-химическую неоднородность сварных соединений, а также возможной прн этом степенью приближения кратковременных и длительных свойств сварных соединений к соответствующим свойствам основного металла. [c.85]

В условиях строительно-монтажного производства местная термическая обработка сварных соединений снижает уровень остаточных сварочных напряжений и улучшает структуру металла шва и околошовной зоны с повышением и стабилизацией механических и специальных (жаропрочность, коррозиониостойкость и др.) свойств стали. [c.669]

Кроме того. Bi e прерыватели ПИТ, ПИШ, ПСЛ обеспечивают автоматическую стабилизацию сварочного тока при колебаниях напряжения сети, питающей машину. Изменение тока, вызываемое колебанием напряжения, может снизить качество получаемых сварных соединений, поэтому в прерывателях предусмотрено специальное компенсирующее устройство, которое автоматически изменяет момент включения управляемых вентилей-игнитронов или тиристоров (угол а, рис. 17, в), благодаря чему поддерживается заданный сварочный ток. [c.38]

На этапе охлаждения сварного соединения после сварки, термообработки или эксплуатации характерно аномальное возникновение напряжений вследствие различия температурных коэффициентов линейного сокращения (рис. 13.8). В аустенитной стали возникают растягивающие напряжения, так как она имеет значительно больщее уменьшение объема по сравнению с перлитной (см. табл. 13.2). Поэтому эпюры остаточных напряжений при сварке перлитной стали перлитными или ау-стенитными сварочными материалами принципиально отличаются. Эти напряжения в большинстве случаев не могут быть сняты термообработкой и создают опасность как paspjaue-ния, так и изменения размеров конструкции во времени. Нецелесообразность термообработки соединений с аустенитным швом обусловлена развитием диффузионных процессов обезуглероживания и охрупчивания отдельных зон соединения, а для швов с аустенитно-ферритным швом - охрупчивание шва в результате перехода ферритной фазы в хрупкую с-фазу. Лишь для швов, эксплуатируемых при высоких температурах и в агрессивных средах, необходимы (см. гл. 10) аустенитизация (1150 °С) и стабилизация (850 °С). Напротив, для соединений с перлитным низколегированным швом, а также для швов с мартенситно-ферритным швом требуются подогрев и отпуск для предотвращения ХТ и повышения пластичности металла. [c.181]

При быстром охлаждении (а + Р)-сплавов возможно образование хрупких метастабильных фаз типа мартенситных, снижающих пластические свойства соединений и способствующих образованию холодных трещин. Хрупкие промежуточные фазы могут появиться и при медленном охлаждении метастабильных (неустойчивых) Р-сплавов. Поэтому главный критерий выбора режимов сварки сплавов титана — скорость охлаждения при температуре полиморфного превращения. Сварку а-сплавов следует проводить при минимальных погонных энергиях из соображений ограничения роста зерна (а + Р)-сплавы, где велика опасность образования хрупких промежуточных и мартенситоподобных фаз и интерметаллидных соединений, целесообразно сваривать на мягких режимах с малыми скоростями охлаждения Р-сплавы со стабильной или метаста-бильной структурой следует сваривать со скоростями охлаждения, близкими к закалочным. В процессе охлаждения после сварки или вылеживания сварных конструкций с неустойчивыми структурами может проходить старение с дополнительным образованием хрупких упрочняющих фаз. В результате пластические свойства соединений снижаются. Для стабилизации механических свойств и снятия остаточных напряжений сварные соединения а-сплавов подвергают отжигу при температуре 500...600°С, вьщержке 0,5... 1 ч. Упрочняющая термообработка (а + Р)- и Р-метастабильных сплавов (ВТ6, ВТ14, ВТ22) состоит в закалке с температурой 880...950 °С и старении при температуре 475... 500 °С в течение 8... 22 ч. Термообработку проводят в вакууме, в камерах с контролируемой атмосферой или герметичных оболочках. [c.334]

Точное дозирование энергии для сварки осуществляется в КМ благодаря стабилизации рабочего (заданного) напряжения на накопительных конденсаторах. Ввиду тога что заряд конденсаторов происходит в течение длительного времени (за 20—70 периодов напряжения электросети), удается стабилизировать напряжение батареи конден -саторов Ус с больщей точностью, чем напряжение в машинах с непосредственным питанием от электросети В современных КМ системы управления поддерживают и с в пределах 0,99—1,01 заданного значения при колебаниях напряжения электросети в пределах 0,85—1,10 номинального значения. В результате обеспечивается высокая ста бильность сварочного тока КМ. Последняя несколько ниже стабильности Ус но в большинстве случаев отклонение тока не превышает 2% среднего значения при данной настройке КМ. В итоге при сварке на КМ обеспечиваетс в высокая стабильность качества сварных соединений. [c.5]

Чтобы предупредить образование холодных трещин, следует швы располагать вдали от конструктивных концентраторов напряжений, а также применять сварочную оснастку и технологию, обеспечивающую требуемые размеры конструкции без силовой обработки их после сварки. Для высоколегированных сплавов системы А1—2п— M.g опасность представляет один из видов холодных трещин, так называемое задержанное разрушение, которое аблюдается в сварных соединениях после нескольких месяцев и даже лет эксплуатации. Предполагают, что оно происходит в результате структурных превращений, которые изменяют прочностные и пластические свойства на границах зерен, способствуют концентрации по ним рабочих и остаточных напряжений. Под их действием разрушается межатомная связь между зернами а-твердого раствора и расположенными по границам зерен выделениями избыточных фаз. Хотя механизм задержанного разрушения в сварных соединениях окончательно не установлен, обнаруженные в процессе его изучения закономерности позволил создать сплав 1915, сварные соединения которого практически не склонны к задержанным разрушениям. Это достигнуто за счет снижения максимального суммарного содержания цинка и магния до 5,7%. Дальнейшие изыскания эффективной стабилизации структурного состояния А1—2п—Мд-спла-вов позволят использовать в сварных конструкциях и другие более высоколегированные сплавы этой системы. [c.86]

Старение — нагрев закаленной стали до определенных температур с продолжительной выдержкой. Старение применяют для стабилизации размеров, снятия литейных напряжений и получения необходи.мых свойств у жаропрочных сталей. Сварные конструкции при старении нагревают до 160—200 С и выдерживают в течение 16—18 ч. [c.323]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...