Напряжения в сварных остаточные 354 — Влияние

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]

Эксперименты, проведенные на образцах малоуглеродистой стали разных марок при одноосном поле остаточных напряжений, показали, что остаточные напряжения не оказывают влияния на прочность сварных соединений не только при статических, но и при ударных нагрузках. [c.219]

Влияние остаточных напряжений, полученных при сварке. Об усталостной прочности сварных соединений имеется большое количество работ отечественных и зарубежных ученых. Однако до настоящего времени нет единого мнения о влиянии остаточных напряжений на прочность сварных деталей и конструкций при действии переменных нагрузок. Отдельные исследователи считают, что остаточные напряжения не могут влиять на усталостную прочность сварных швов. Другие, наоборот, считают, что остаточные напряжения оказывают существенное влияние на усталостную прочность сварных конструкций. [c.302]

Остаточные сварочные напряжения, суммируясь с внешней нагрузкой, существенно ускоряют процесс коррозионного растрескивания. Поэтому, несмотря на их относительно невысокий уровень в титановых сплавах, в ряде случаев необходимо устранить остаточные сварочные напряжения для повышения стойкости сварных конструкций против коррозионного растрескивания. Одним из эффективных способов устранения остаточных сварочных напряжений и их влияния на коррозионное растрескивание является термическая обработка. Ее влияние на величину и распределение остаточных сварочных напряжений в дисковых образцах сплава ВТ1-1 и на стойкость против коррозионного растрескивания в среде БМ 2,5-15 показано на рис. 112. Пиковые значения остаточных напряжений находятся в прямой [c.222]

Опыт эксплуатации сварных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, а также специальные исследования показали, что остаточные сварочные напряжения оказывают сильное влияние на работоспособность сварных соединений лишь в том случае, когда сварные швы [c.42]

Эти результаты показывают, что даже при резком изменении формы образцов (при высокой концентрации в них напряжений) наличие остаточных сварочных напряжений не приводит к снижению предела выносливости. Это, как и в ранее рассмотренном случае, можно объяснить тем, что положительное упрочняющее действие наклепа в районе сварных швов компенсирует отрицательное действие растягивающих остаточных напряжений. Поэтому отжиг образца, уничтожающий упрочняющее влияние наклепа, приводит к снижению вибрационной прочности. Предварительное растяжение, которое значительно повышает вибрационную прочность, следует прежде всего рассматривать не как меру снятия напряжений (так как положительное влияние предварительного растяжения в равной мере проявляется как при наличии остаточных напряжений, так и без них), а как метод упрочнения, связанный с появлением местных пластических деформаций. Местные пластические деформации при растяжении образцов с высокой концентрацией напряжений создают некоторое упрочнение металла в наиболее напряженном участке и приводят к некоторому изменению формы переходов, смягчая их резкость. Последнее для образцов с высокой концентрацией напряжений может иметь весьма существенное значение. Кроме того, местные пластические деформации от внешней нагрузки приводят и к снижению остаточных напряжений. [c.117]

Остаточные напряжения могут влиять на общую устойчивость сварных стержней. Механизм влияния здесь может быть двоякий. Один — связан с уменьшением общей устойчивости в связи с наступлением местной потери устойчивости отдельных элементов второй — с наличием остаточных напряжений в сжатом стержне, а также начальной кривизны после сварки. При расчетах на общую устойчивость сжатых сварных стержней влияние остаточных Напряжений обычно не учитывают. Практика эксплуатации сварных конструкций показала, что имеющиеся запасы устойчивости по общепринятым расчетам достаточны, чтобы этим влиянием можно было пренебречь. [c.65]

В значительной мере влияние остаточной напряженности определяется видом соединен 1Й. Наиболее стабильна остаточная напряженность в образцах или изделиях с фланговыми швами. Независимо от размеров и формы образцов по концам швов создаются максимальные остаточные напряжения. Постоянство остаточной напряженности обеспечивает стабильность пределов выносливости соединений с продольными швами. Иное положение занимают стыковые соединения или соединения с поперечными угловыми швами. Характер эпюры и максимальная величина поперечных по отношению к шву растягивающих остаточных напряжений в этом случае определяется видом и размером исходной сварной заготовки, сечением образца, порядком сварки, дополнительными швами и т. п. Отличаясь остаточной напряженностью, однотипные по форме образцы не могут показывать одинаковую выносливость. В основном этим обстоятельством можно объяснить существенное расхождение пределов выносливости рассматриваемых соединений по данным различных авторов. [c.71]

Диаграммы предельных напряжений для основных видов сварных соединений с максимальными остаточными напряжениями показаны на рис. 1. Они построены по данным усталостных испытаний сварных образцов сечением 200 х 30 мм. При таком сечении образцов остаточные напряжения проявляют свое влияние в полной мере. База испытаний составляла 10 циклов. Критерием разрушения служила начальная стадия развития усталостной трещины. Верхние части кривых 1—6 отсечены допускаемым уровнем напряжений по условиям статического нагружения. В рассматриваемых границах линии предельных напряжений сварных соединений наклонены под углом 45° к оси абсцисс. Это указывает на то, что предельные амплитуды сго практически не зависят от среднего напряжения [c.115]

Влияние сварочных напряжений, деформаций и перемещений на эксплуатационные характеристики сварных соединений и конструкций весьма многообразно. Остаточные напряжения могут оказывать влияние на точность сварных конструкций при механической обработке и последующей эксплуатации. Снятие напряженного металла при механообработке вызывает изменение уже полученных размеров, а суммирование рабочих и остаточных напряжений в эксплуатации при достижении ими Ох вызывает остаточные деформации детали или узла после снятия рабочих нагрузок. Вследствие протекания пластических деформаций при первом нагружении деформируемость конструкции может превысить допустимые нормы. [c.170]

Остаточные напряжения сварных образцов — колец диаметром 53 мм, вырезанных из массивного бруса аустенитной стали ЛА-3 с простроганной продольной канавкой, заполненной электродами КТИ-5, а затем подвергнутых различным режимам термической обработки, приведены в табл. 26 [109]. Табл. 26 характеризует влияние температуры, а в некоторой степени и времени выдержки при термообработке на уровень остающихся внутренних напряжений. [c.112]

З. ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИИ НА РАЗВИТИЕ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В СВАРНЫХ УЗЛАХ [c.196]

Особая роль сварных соединений в вопросах прочности конструкций при переменном нагружении привлекла пристальное внимание многих исследователей к свойствам материала соединения, а также к проблеме влияния остаточных сварочных напряжений (ОСН) на развитие трещин усталости [23, 235, 361]. Первоначально делались попытки методами механики разрушения получить интегральные сведения о сопротивлении [c.196]

Метод определения остаточных напряжений на основе регистрации твердости используют при исследовании поверхностных напряжений. Разработанные физические основы метода устанавливают однозначное влияние одно- и двухосных напряжений на изменение твердости поверхностного слоя. Для участков сварного соединения, претерпевших высокотемпературную пласти- [c.424]

Существующие методы расчета на прочность не учитывают фактора механической неоднородности. Между тем, в большинстве случаев разрушения сварных соединений аппаратов происходят в области твердых, охрупченных участков зоны термического влияния. Следует также помнить, что локальный сварочный нагрев приводит к возникновению остаточных напряжений, способствующих повышению уровня напряженности металла. [c.368]

Известно [27, 30], что ограничение значений твердости металла сварного шва является одним из практических методов снижения склонности сварного соединения к сероводородному растрескиванию. Как следует из [11, 12, 25, 31], на образование трещин в сварном соединении оказывает влияние неоднородность структуры металла, наличие в ней зон, склонных к растрескиванию, уровни действующих и остаточных напряжений. Именно в сварных соединениях локализуется большая часть разрушений металла, связанных с сероводородным растрескиванием. Наиболее негативное влияние оказывает быстрое охлаждение шва с образованием перлитно-бейнитной смеси с мартенситом. Стойкость к сероводородному растрескиванию металла сварного шва меньше, чем основного металла не только из-за наличия остаточных напряжений, но и вследствие присутствия различных дефектов. Для сталей повышенной прочности характерно сероводородное растрескивание по сварному шву и зоне термического влияния. Для сталей обычной прочности избирательное разрушение по шву и зоне термического влияния отмечается лишь при переохлаждении. [c.63]

Поскольку на трубопроводе Оренбург-Заинск имели место повреждения в основном продольных заводских сварных швов в узких зонах термического влияния монтажной сварки кольцевых стыков, можно заключить, что причиной их разрушения являлись дефекты сварки кольцевых швов. Не исключено, что сваривавшиеся концы некоторых труб имели отклонения от регламентируемых размеров, в связи с чем в процессе сварки в них возникали значительные остаточные напряжения, послужившие причиной растрескивания. Не исключено также, что в процессе сварки концы труб, находившиеся в зоне термического влияния, претерпели частичную закалку, в результате чего прочность и твердость металла значительно возросли. Коррозионные повреждения возникли на тех участках сварных швов, которые в наибольшей степени подверглись термическому воздействию и имели, кроме того, исходные дефекты. Наблюдавшиеся в кольцевых швах разрушения вызывались, как правило, крупными дефектами сварки или трещинами на участках перегрева зоны термического влияния [32]. [c.64]

Чувствительность сварных соединений к дефекту сварки определяется не только соотношением между механическими характеристиками металлов, входящих в сварное соединение. Для целого ряда материалов понижение температуры эксплуатации, острота вершины дефекта, остаточные сварочные напряжения, местоположение дефекта в сварном шве традиционно рассматриваются как факторы, оказывающие существенное влияние на работоспособность сварных соединений и конструкций. При неблагоприятном сочетании данных факторов и неудачно выбранных конст-р)Т тивно-геометрических параметров сварные соединения оказываются в области повышенной чувствительности к дефекту и наоборот, правильный выбор сочетания материалов, оптимальных форм размеров сварных швов может предотвратить неожиданные разрушения сварных конструкций и сооружений. [c.32]

Различие в поведении указанных сварных соединений можно предположительно объяснить различиями в химическом составе швов швы, выполненные электродами с рутиловым покрытием, содержат в 4—5 раз меньше кремния и имеют весьма мелкозернистую структуру. Пластичность ферритной составляюш,ей материала этих швов выше, что должно благоприятствовать релаксации остаточных напряжений. В некоторой мере может проявляться легирующее действие титана, который был в незначительном количестве обнаружен только в швах, выполненных электродами с рутиловым покрытием. Действие отжига, в значительной степени снимающего остаточные напряжения и укрупняющего зерно (причем с ростом температуры увеличивался эффект), показывает преимущественную роль выравнивания структуры металла шва и зоны термического влияния. [c.224]

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]

Часто для деталей и узлов из высокопрочных или термоупрочненных сталей возникает необходимость их термической обработки после изготовления конструкций [65]. При этом ставятся задачи восстановления высокопрочных характеристик ослабленных участков, снижения отрицательного влияния сварочных пластических деформаций и остаточных напряжений. Такие рекомендации изложены в монографии Винокурова [66] применительно к рациональному использованию отпуска сварных соединений. [c.44]

Вопросы влияния резких концентраторов напряжений, временных и остаточных сварочных напряжений, усталостных нагрузок на хладостойкость сварных соединений, которые изготавливаются при температуре минус 30—50°С, изучены недостаточно. Следует ожидать получения эффективных рекомендаций с целью повышения хладостойкости сварных соединений в результате дальнейших исследований особенностей физико-химических процессов сварки в условиях низких температур, формирования сварного соединения, различных (ВИДОВ его обработки в сочетании с рассмотрением вопросов физики и механики разрушения, специфичные стороны которых обусловливаются историей изготовления сварной конструкции. [c.72]

Для уменьшения остаточных напряжений при конструировании следует отдавать предпочтение сварным соединениям перед сборкой деталей с помощью клепки. Однако и при соединении деталей электросваркой в наплавленном валике и в зоне термического влияния создаются значи- [c.38]

Таким образом, поведение сварного соединения различно в зависимости от места расположения трещины и температуры испытания. Эти различия в поведении являются результатом влияния большого числа металлургических факторов, включая разницу в химическом составе основного материала и присадочной проволоки и термический цикл в зоне термического влияния. Эти факторы изменяют микроструктуру и влияют на устойчивость аустенита. В результате усадки при затвердевании металла сварного шва в сварных соединениях создается сложная система остаточных напряжений и возникает местная пластическая деформация зоны термического влияния. Подробное объяснение этих факторов выходит за рамки данного исследования. [c.231]

К специальным методам относятся применен1 е сварочных проволок, дающих сварной шов более коррозионно-стойкий, чем основной металл регулирование режимов сварки с целью получения благоприятных структур в зоне термического влияния уменьшение концентрации напряжений снятие остаточных сварочных напряжений. [c.45]

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]

В сварных конструкциях, не прошедших отпуск, максимальные остаточные напряжения часто близки к пределу текучести. Это означает, что в таких сварных конструкциях при нагружении неизбежно возникают пластические де4юрмации в небольших объемах металла. В большинстве сварных конструкций обычно допускают текучесть металла в ограниченных объемах. На общую текучесть сварного элемента остаточные напряжения оказывают незначительное влияние. Если не рассматривать относительно небольшой класс конструкций, где не допускается даже местная текучесть, то следует считать, что остаточные напряжения не оказывают отрицательного влияния на сварные конструкции, изготовленные из металлов в пластичном состоянии. [c.63]

Область рационального применения высокого отпуска для повышения выносливости сварных соедппеиий определяется условиями проявления влияния остаточных напряжений и зависит от величины действующих напряжений, асимметрии цикла, вида соединений и характера передачи усилий. При действии низких переменных напряжений, а также с уменьшением асимметрии цикла и снижении степени концентрации напряжений, растягивающие остаточные напряжения заметно усиливают свое действие. В наибольшей степени они понижают выносливость изделий и конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках, в элементах, имеющих различного рода приварки и прикрепления конструктивного характера, а также при отсутствии в несущих сварных соединениях резкой концентрации напряжений, создаюш ей сжимающие остаточные напряжения в процессе нагружения конструкции. В то же время растягивающие остаточные напряжения могут проявить свое влияние только при наличии в сварном соединении концентраторов напряжений. Снятие в таких конструкциях растягивающих остаточ- [c.127]

Влияние остаточных напряжений. Остаточные напряжения обычно вызываются горячей обработкой частей машин и наблюдаются пр сварке конструкций, причем возникает вопрос о влиянии этих напряжений на предел выносливости. Опыты с закаленными стальными образцами,. испытанными на машине для испытания на усталость вращающихся образцов, показали ), что остаточные напряжения падает до Значения, меньшего 1 /4 их первоначальной величины в результате приложения симметричного цикла напряжений влиящгем остаточных напряжений на предел выносливости можно было пренебречь. Подобные же заключения были получены из испыт аний на усталость сварных двутавровых балок ). Е. Е. Вейбель отметил неблагоприятное влияние остаточных напряжений, возникающих в витках пружин ). [c.407]

ГТри предъявлении повышенных требований к геометрии сварных узлов, исключающих изменение размеров под влиянием остаточных напряжений, сварные узлы и детали подвергаются высокому отпуску. При наличии в сварных швах концентраторов напряжений конструктивного характера применение термообработки (высокий отпуск или нормализация) повы шает сопротивляемость сварных узлов и деталей хрупким разрушениям. [c.139]

Практика эксплуатации сварных нетермообрабатываемых конструкций в условиях циклического нагружения показывает, что в большинстве случаев разрушения возникают в сварном шве или области сопряжения шва с основным металлом. Это связано с комплексом факторов, снижающих работоспособность сварных соединений, основными из которых являются концентрация напряжений и деформаций в зонах сопряжения шва с основным металлом, остаточные сварочные напряжения (ООН), а также ухудшение характеристик сопротивления усталости металла шва и зоны термического влияния по отношению к основному металлу [59, 119, 144]. [c.268]

Сероводородсодержащий газ транспортировать по некоррозионно-стойким трубам даже в осушенном виде не рекомендуется. Связано это с тем, что даже небольшие отклонения в технологическом режиме, приводят к попаданию в трубопровод незначительного количества влаги, и вызывают в короткий срок сероводородное растрескивание материала труб. Наиболее подвержены этому явлению сварные швы, а точнее зоны сплавления сварных швов, где располагаются максимальные остаточные растягивающие сварочные напряжения и наиболее неблагоприятная структура металла. Соответственно, из двух типов труб бесшовных горячекатаных и сварных большей коррозионной стойкостью обладает первый тип. Бесшовные горячекатаные трубы по своей специфике изготовления обладают меньшей дефектностью по неметаллическим включениям, что оказывает очень благоприятное влияние на их стойкость к водородному растрескиванию. Требования к качеству материала труб в этом случае аналогичны требованиям к качеству материала шлейфовых труб. Наиболее распространен- [c.181]

Определяющее влияние на интенсивность растрескивания оказывает получение качественного сварного соединения без дефектов шва. Коррозионное растрескивание можно предотвратить снятием остаточных напряжений, например, механическим дефорг мированием. [c.440]

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]

Рис. 96. Влиянне остаточных напряжений на анодную поляризацию локальных участков сварного соединения стали IX17H2

Рассмотрены физико-механические процессы, технологические схемы, применяемое оборудование и оснастка электрогидравличе-ской обработки заготовок и деталей машиностроительных изделий. Дано описание электрогидравлической обработки сварных конструкций, отливок, холоднодеформированных заготовок, восстанавливаемых при ремонте деталей с целью повышения их размерностей точности, работоспособности, а также очистки от наслоений. Показан характер влияния параметров электрогидравлической обработки на снижение остаточных напряжений. Представлен расчет сравнительной экономической эффективности процесса. [c.135]

Описывается применение неразрушающего ультразвукового метода измерения остаточных напряжений, возникающих после сварки. Приведены результаты исследования влияния остаточных напряжений на усталостную прочность и тре-щиностопкость сварных соединений. [c.428]

Большую опасность представляет коррозионное растрескивание швов сварных соединений. Для заищты сварных конструкций необходимо снизить уровень растягивающих остаточных напряжений, возникающих в процессе сварки. Одним из рациональных путей снижения уровня напряжений может быть отжиг, практически полностью снимающий остаточные сварочные напряжения, однако для крупногабаритных конструкций этот способ неприемлем, В таком случае рекомендуется местный нагрев зоны термического влияния по обеим сторонам шва газовыми горелками с последующим охлаждением водой [8,19], [c.124]

На рис. 7 приведены некоторые дополнительные данные для зоны термического влияния, иллюстрирующие СРТУ при 76 К на компактных образцах ориентировки ПД. Отметим, что СРТУ на образцах этой ориентировки более чем в 2,4 раза меньше, чем СРТУ на образцах аналогичной ориентировки основного металла (см. рис. 5). Как видно из рис. 7, кривые СРТУ образцов ориентировок ПД и ПВ располагаются под углом друг к другу. Такое же поведение наблюдалось на образцах из зоны термического влияния сварных соединений стали с 5 % Ni, т. е. повышенная скорость роста трещины на образцах ориентировки ПВ [5] и пониженная— на образцах ориентировки ПД [12, 13]. Значительная разница в СРТУ в зоне термического влияния в зависимости от ориентировки образца имеет место, по-видимому, вследствие влияния остаточных напряжений, как показано в работе [12]. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...