Распределение напряжений в остаточных в сварном шве

Рис. 11.13. Остаточные напряжения в многослойных швах а — схема сварного соединения б, в — соответственно распределение напряжений Ох и а, по толщине шва

На рис. 11.14 представлены характерные эпюры распределения остаточных компонентов напряжений по оси шва в электрошлаковом сварном соединении толщиной б = 700 мм, полученные непосредственными измерениями. На поверхности сварных соедине- Рис, 11.14. Распределение НИЙ остаточные продольные напряже- остаточных напряжении по [c.429]

Сварные соединения в результате влияния термодеформационного цикла сварки обладают значительной неоднородностью распределения физико-механических свойств по сравнению с основным металлом. При совместном влиянии коррозионно-активной среды и механических напряжений (остаточных и эксплуатационных) комплекс физико-механических неоднородностей проявляется в большей степени и сопровождается усилением электрохимиче- [c.235]

При исследовании влияния отпуска на снятие остаточных напряжений в сварном шве трубы из аустенитной стали было установлено следующее. Отпуск при 750 и 800° С, сохраняя характер распределения остаточных напряжений, значительно снижает их величину. Отпуск при 7.50° С в течение 10 ч приводит к снижению макси.му.ма остаточных напряжений, например, на 60%, а при 800° С — примерно на 75—80%. [c.226]

На рис. 7.8 показано распределение начальных остаточных напряжений в исходном состоянии и после 10 циклов нагружения при уровне номинальных напряжений = 0,7 Стт-Можно видеть, что при сложном очертании эпюр остаточных напряжений, многократно изменяющих знак эпюры (что характерно для сварных соединений аустенитных сталей), циклическое нагружение приводит не только к снижению уровня, но и к изменению характера распределения остаточных напряжений. [c.145]

По продолжительности существования собственные напряжения бывают временные, которые существуют только во время сварки, и остаточные, сохраняющиеся устойчиво в течение длительного периода после сварки. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях весьма разнообразно и трудно поддается регламентации и четкой классификации. Более или менее стабильный характер имеют остаточные собственные напряжения вдоль швов, в первую очередь стыковых (рис. 22). Для большинства сплавов в сварном шве величина наиболее опасных растягивающих остаточных напряжений достигает значения предела текучести и иногда превышает его. [c.39]

Рис. 10.8. Распределение остаточных напряжений в сварном стыке труб из разнородных сталей после отпуска при 650 °С

Рис, 4. Схема распределения продольных остаточных напряжений в сварном соединении [c.408]

Имеющиеся экспериментальные данные позволяют считать, что действие остаточных напряжений зависит от материала и формы сварной конструкции, качества механической обработки шва, величины и характера распределения напряжений от внеш-"них сил и ряда других факторов. [c.303]

Конструктивные мероприятия. Этой группой мероприятий стараются получить равномерное по сечению детали распределение напряжений от рабочей нагрузки и остаточных, устранить всевозможные концентраторы напряжений. Для этого сокращают скопление швов в изделии уменьшают количество наплавленного металла сводят до минимума число пересекающихся и сближающихся швов, число сварных швов, образующих [c.120]

Рис. 112. Схема дискового лабораторного образца (а) для определения коррозионной стойкости сварных соединений, а также графики, иллюстрирующие влияние термической обработки на величину (б) и распределение (в) остаточных напряжений и на стойкость против коррозионного растрескивания (г) сплава ВТ1-1 в среде БМ2,5-15

Остаточные сварочные напряжения. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях разнородных сталей непосредственно после сварки не отличается от обычно наблюдаемого в однородных сварных соединениях (рпс. 7). Основным источником возникновения сварочных напряжений является в обоих случаях неравномерность разогрева изделия и жесткость соединяемых деталей. Различие характеристик термического расширения может не учитываться при оценке поля остаточных напряжений в изделии. В связи с этим сварные соединения из разнородных сталей, не подвергающиеся отпуску поело сварки и работающие прп комнатной иди сравнительно умеренных температурах до 200—300°С (в зависимости от жесткости изделия), могут рассматриваться как обычные сварные конструкции из однородных сталей с неснятыми сварочными напряжениями. [c.200]

Рис. 23. Схема распределения продольных остаточных напряжений в стыковом сварном соединении из закаливающейся стали

Структурная, химическая, геометрическая неоднородности, вызванные неравномерным нагревом, приводят к повышенной электрохимической гетерогенности сварного соединения. Термический процесс при сварке определяет неравномерное распределение собственных напряжений и образование температурных и остаточных напряжений в сварных конструкциях. Наличие собственных остаточных напряжений усложняет напряженное состояние в сварной конструкции и также повышает электрохимическую гетерогенность сварных соединений. [c.76]

Возможность хрупкого разрушения возрастает с увеличением размеров деталей и усложнением их формы и особенно с повышением уровня остаточных напряжений в сварных соединениях. Для использования упомянутого метода расчета необходимо уточнение основных параметров предельного состояния при хрупком разрушении, связанных с формой детали и распределением остаточных напряжений. [c.352]

Рис. 1.32. Распределение но ширине пластины продольных остаточных напряжений в сварных соединениях из различных сплавов

Рис. 3. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях сталей, испытывающих структурные превращения при низких температурах

Остаточные напряжения в сварных соединениях аустенитных сталей, алюминиевых и титановых сплавов, не испытывающих структурных превращений (рис. 6-6, а, кривая 1), по характеру распределения аналогичны малоуглеродистым сталям. Однако, если в малоуглеродистых и аустенитных сталях максимальные [c.143]

Распределение и величина остаточных напряжений в сварных стыковых соединениях большой толщины существенно зависят [c.146]

Основное различие в распределении полей остаточных напряжений в соединениях однородных и разнородных сталей разных структурных классов возникает при термической обработке или высокотемпературной эксплуатации (рис. 32.10, г, ). На стадии нагрева и выдержки при максимальной температуре обоих типов соединений остаточные напряжения снимаются за счет прохождения процесса релаксации, при последующем охлаждении однородных соединений условий для возникновения поля собственных напряжений нет, поэтому термическая обработка является эффективным способом их снятия. В отличие от этого при охлаждении соединений из сталей разных структурных классов в них возникают новые внутренние напряжения, условно называемые напряжениями отпуска, обусловленные разностью характеристик термического расширения свариваемых сталей. В соединениях аустенитной стали с перлитной охлаждение после нагрева вызывает в аустенитной стали появление остаточных напряжений растяжения, а в перлитной — уравновешивающих их напряжений сжатия. В сварных соединениях перлитной стали с высокохромистой наоборот в перлитной стали возникают напряжения растяжения, а в высокохромистой сжатия. Аналогичные закономерности распределения остаточных напряжений сохраняются в биметаллических изделиях, выполненных наплавкой, взрывом и другими способами, например, вибрационной обработкой. [c.434]

Современные представления о распределении собственных напряжений в сварных соединениях сложились на основе экспериментальных и расчетных данных. Поля этих напряжений крайне многообразны и изменчивы от случая к случаю. Наиболее стабильный характер имеют остаточные напряжения вдоль швов В образцах толщиной до 15—20 мм, сваренных за 1—3 прохода плавлением, структурные превращения в которых завершаются при высоких температурах, распределение напряжений имеет вид, показанный на рис. 7.11. В низкоуглеродистых и аустенитных сталях максимальные напряжения наблюдаются в шве и вблизи него. Они примерно равны пределу текучести. В титановых и алюминиевых сплавах максимальные напряжения могут составлять (0,5 0,8) а иногда и ниже. Более высокие напряжения возникают при сварке мощными источниками с высокой скоростью. В зоне, несколько меньшей зоны пластических деформаций, действуют растягивающие напряжения. За пределами этой зоны напряжения обычно сжимающие и мало меняются по ширине пластины. Из-за искривления пластин во время сварки или от изгиба напряжения Ох вдалеке от оси шва могут быть близкими к нулю или даже растягивающими. [c.200]

П. А. Мельников. Влияние типа электродов на распределение остаточных напряжений в сварных соединениях. — Автогенное дело, № 3, 1952, стр. [c.301]

Измерение остаточных послесварочных напряжений вдоль сварного шва, характеризующих чувствительность прибора и характер распределения напряжений, проведено на об- [c.116]

Существуют различные экспериментальные и расчетные методы определения ОСН и деформаций. Комплексное исследование ОСН расчетными и экспериментальными методами, сопоставление соответствующих данных позволяют судить о достоверности получаемых значений и характере распределения остаточных напряжений (ОН) в сварном соединении. Кроме того, появляется возможность оценить корректность и приемлемость принятых в расчетах допущений. В связи с этим в данном разделе рассматриваются основные расчетные и экспериментальные методы определения ОСН и выявляются преимущества и недостатки, присущие каждой группе методов. [c.269]

Влияние остаточных сварочных напряжений. Распределение остаточных сварочных напряжений в продольных, тавровых и пересекающихся сварных швах замеряли с помощью пружинных датчиков деформации полученные результаты графически представлены на рис. 6, а — в. Максимальное растягивающее напряжение было почти равным Сто,2 основного металла независимо от типа сварного соединения [5]. [c.133]

Например, высокие градиенты температуры при сварке обусловливают возникновение значительных остаточных напряжений как термических, так и структурных. Следовательно, если имеется возможность осуществлять сварку того или иного соединения при различных режимах, то наиболее рациональным, с точки зрения предотвращения появления остаточных напряжений, будет такой режим, который гарантирует наиболее равномерное распределение температуры по поперечному сечению сварного соединения. В связи с этим для более равномерного распределения температуры по сечению сварного соединения часто применяют сопутствующий подогрев зоны сварки. [c.223]

В однопроходных сварных соединениях — втавр, внахлестку и угловых — сказанное выше относительно значений и характера распределения продольных остаточных напряжений Ох в стыковых швах сохраняет свою силу. [c.427]

Металл сварных стыков и околошовной зоны находится в сложном напряженном состоянии. Внутренние напряжения могут быть и сжимающими, и растягивающими. Закономерности в распределении напряжений по кольцу, радиусу или по оси трубопровода установить не удается. Эти напряжения зависят от условий, сложившихся при сварке и при остывании металла каждого отдельного стыка. Остаточные напряжения могут привести к образованию трещин сразу же после сварки или в процессе эксплуатации. Кратковременный нагрев аустенитных сварных стыков до 1 050° С уменьшает остаточные напряжения в сварном стыке, приводит к выравниванию химического состава и обеспечивает переход б-феррита в аустенит (аустенизация). Однако внутренние напряжения могут привести и к образованию трещин в процессе аустенизации, так как для фиксации аустенитной структуры необходимо ускоренное о.хлаждение. В практике аустенизации стыков паропроводов охлан<дение проводят на воздухе со снятым муфелем или индуктором. [c.197]

Для создания условий деформационного старения, способного вызвать растрескивание, требуется весьма значительная напряженность шва. Она возникает при производстве натурных изделий из сплава Кепё 41 и является одним из основополагающих факторов, обусловливающих применение этого сплава. Иными словами, сплав Кепё 41 избегают применять для изготовления крупногабаритных сварных соединений, отличающихся высокой напряженностью. При испытании напряженных сварных соединений было обнаружено, что в случае разрушения сварного шва растрескивание, присущее условиям деформационного старения, не возникает. Полагают, что помимо внешних напряжений, контролируемых геометрией свариваемого изделия, значительную роль в растрескивании, возникающем вследствие деформационного старения, играют внутренние остаточные напряжения. На рис. 18.12 в качественном представлении дано распределение напряжений вокруг длинного ненапряженного стыкового шва в тонколистовом изделии. Можно видеть, что ось растягивающих напряжений [c.283]

Рассмотренный кратко термодеформационный цикл сварки, обусловливая появление уравновешенных упругих деформаций в зоне сварного соединения, приводит к возникновению остаточных сварочных напряжений в сварном соединении. В зонах, где должны происходить деформации сжатия, возникают растягивающие остаточные напряжения, а уравновешивающие их сжимающие напряжения соответственно появляются в зонах с деформацией растяжения. На величину и распределение остаточных напряжений кроме неравномерных деформаций изменения объема металла при охлаждении оказывают влияние и объемные изменения, протекающие ниже температуры распада аустенита. Эти изменения у различных сталей протекают по-разиому и зависят от содержания в стали углерода и легирующих элементов. На рис. 4 представлена схема распределения остаточных напряжений в сварном соединении. Уровень напряжений и размеры растянутых и сжатых зон зависят от условий сварки и состава свариваемой стали. По данным табл. 2 можно судить о роли состава стали в возникновении остаточных напряжений в сварном соединении. Экспериментально определенные величина и распределение остаточных напряжений в сварных соединениях труб с толщиной стеики 30—36 м.м из стали 15ХМ, выполненных ручной дуговой сваркой с получением металла шва близкого состава, приведены на рис. 5. [c.408]

Для оценки сопротивляемости сварных соединений разрушению в агрессивных средах в условиях напряженного состояния разработан ряд методик. Напряжения в образце могут быть вызваны собственным полем остаточных напряжений за счет сварки, путем приложения внешней нагрузки или суммарным действием обоих факторов. Напряженное состояние в образцах может быть одноосным или двухосным. Испытания при одноосном нагружении внешней нагрузкой следует рассматривать как сравнительные, поскольку они не полностью воспроизводят напряженное состояние конструкций типа оболочек. Тем не менее они могут быть успешно использованы для сравнительной оценки стойкости против коррозионного растрескивания основного металла, а также влияния различных факторов неоднородности сварных соединений. Одноосные напряжения могут быть созданы постоянной нагрузкой. Статические растягивающие одноосные напряжения в образцах с заданной начальной деформацией могут быть созданы изгибом или растяжением. Для сварных соединений широко используют образцы в виде скоб (рис. 101). Различные начальные напряжения в них можно создавать, изменяя с помощью винта величину стрелы прогиба. Для выявления стойкости определенной зоны сварного соединения целесообразно использовать одноопорную схему, так как в зоне приложения нагрузки создаются максимальные напряжения. При двухопорной схеме более равномерное распределение напряжений позволяет сразу выявить слабую зону. Подготовленные таким образом образцы помещают в агрессивную среду и, если через заданное время образец не разрушился, его испытывают на растяжение. Считается, что сварное соединение может работать в условиях напрялсенного состояния, если изменение свойств не превышает 5... 10 %. [c.174]

Остаточные сварочные напряжения оказывают различное влияние на прочность сварных конструкций в зависимости от вида действующей на них нагрузки, а также от величины и характера распределения этих напряжений. При статической нагрузке остаточные напряжения не оказывают влияния на прочность конструкций только в тех случаях, когда металл сохраняет спо10об ость пластически деформироваться. Особенно сильно проявляется действие остаточных. напряж1ений в условиях, способствующих возникновению хрупкого разрушения сварного соединения. Хрупкое разрушение происходит в результате неблагоприятного сочетания трех факторов копцентрации напряжений, остаточных напряжений и температуры. [c.120]

Остаточные напряжения достигают значите,1ьной величины. Согласно экспериментальным данным, максимальные растягивающие напряжения в многослойном сварном стыке аустенитного паропровода составляют около 200 Мн1м (20 кПмм ). Металл сварных стыков и околошовной зоны находится в напряженном состоянии. Остаточные напряжения могут быть и сжимающими, и растягивающими. Закономерности в распределении напряжений по кольцу, радиусу или оси трубопровода обнаружить не удается. Эти напряжения зависят от конкретных условий, сложившихся при сварке и при остывании металла каждого стыка. Остаточные напряжения могут привести к образованию трещин сразу после сварки либо в процессе эксплуатации. Кратковременный нагрев до 1050° С уменьшает остаточные напряжения в сварном стыке, приводит к выравниванию химического состава и обеспечивает переход б-феррита в аустенит (аустенитизация). Но внутренние напряжения могут привести и к образованию трещин в процессе аустенитизации. Для сохранения аустенитной структуры необходимо ускоренное охлаждение. В практике аустенитизации стыков паропроводов охлаждение проводят на воздухе со снятым муфелем или индуктором. Вопрос о целесообразности аустенитизации сварных стыков окончательно не решен. [c.223]

На рис. 22 схематически показано распределение продольных остаточных напряжений в стыковом и тавровом соединениях листов из низкоуглеродистой незакаливающейся стали. Растягивающие напряжения максимальны в металле шва и в основном металле вблизи шва по обе его стороны по мере удаления от шва растягивающие напряжения уменьшаются и затем переходят в сжимающие. В сварном соединении из закаливающихся сталей график распределения продольных напряжений (рис. 23) более сложен. Благодаря возникновению дополнительных структурных напряжений в металле околошовной зоны наблюдается более резкий и [c.41]

Основные причины возннкновения сварочных деформаций и оста-тачиых напряжений — неравномерность распределения температуры в изделиях при сварке. Шов и околошовная зона испытывают пластические и упругопластические деформац и сжатия прн нагреве и растяжения прн охлаждении. Для уменьшения деформаций и остаточных напряжений в сварных конструкциях однослойные швы следует сваривать отдельными участками длиной 100—350 мм в последовательности, указанной на рнс. 28.9, г, д. Многослойные ш зы следует выполнять гак назьшаемьш каскадным методом (рис. 28.9, е). [c.268]

Эпюры остаточных напряжений ов пластине нз перлитной стали 25ХЗМВФ с наплавленным на кромку валиком из аустенитной стали Х25Н20 показаны на рис. 240. В исходном после сварки состоянии - распределение остаточных напряжений мало чем отличается от соответствующего распределения в однородном сварном соединении в наплавке и примыкающей к ней зоне действуют напряжения растяжения, в более удаленных от наплавки участках — уравновешивающие их напряжения сжатия. Инее распределение напряжений (---) наблюдается в том же [c.403]

Ранее было введено понятие реактивных напряжений — напряжений, действующих от соседних сварных узлов на рассматриваемый узел. При таком определении собственные ОСН любого узла могут выступать в качестве реактивных в случае, если проводится анализ остаточной напряженности после сварки соседнего узла. Следовательно, для оиредблёния ОСН в конструкции в целом принципиально необходимо знать распределение собственных сварочных напряжений для всех сварных узлов. [c.297]

При проведении диагностики используются индикатор механических напряжений ИМНМ-1Ф, индикаторы концентрации напряжений ИКНМ-2Ф, ИКН-1М. Метод основан на регистрации напряженности магнитного поля рассеяния Нр, характеризующей распределение остаточной намагниченности, на контролируемой поверхности изделия. При этом на поверхности вблизи стыков и на самом шве специальной зачистки не требуется. Для этого производится сканирование датчика прибора вдоль поверхности сварного стыка по всему периметру наружного диаметра конструктивного элемента аппарата и записываются полученные значения напряженности магнитного поля рассеяния Нр. [c.215]

Рассмотрим условия, опреде.пяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины и до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещиноподобный дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск на размер не-обиаружпваемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов иитеисивиости напряжений (Кс или Я/с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций я елательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов. [c.272]

Исследование напряженного состояния поверхностного слоя сварных соединений показало, что оно характеризуется резкой неравномерностью распределения остаточных напряжений первого рода. При сварке на приведенном выше режиме в зоне сварного стыка возникают сжимаюш ие напряжения, переходящие в растягивающие с мажимумом на расстоянии 3—4 мм. [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...