Напряжения в сварных собственные

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]

Количественная оценка сопротивления сварных соединений образованию холодных трещин основана на теории замедленного разрушения и предусматривает механические испытания сварных образцов. Испытания эти подобий испытаниям на длительную прочность. Наибольшее применение получил метод МВТУ на машине ЛТП. Метод основан на механическом испытании сварных образцов рекомендуемых размеров путем нагружения постоянными нагрузками. Нагрузки моделируют упругую энергию собственных напряжений в сварных конструкциях. За показатель сопротивляемости металла образованию холодных трещин при сварке следует принимать минимальное растягивающее напряжение от внешней нагрузки, при котором в сварном соединении образца образуются трещины после выдержки образца под нагрузкой в течение 20 ч. [c.49]

Прочность сварных конструкций в ряде случаев рассматривается с трех позиций во-первых, со стороны прочности сварного шва и соединения, определяемой условиями технологического процесса сварки во-вторых, со стороны влияния концентрации напряжений в сварном соединении на его поведение под статическими и переменными нагрузками в-третьих, со стороны собственных (остаточных) напряжений в конструкциях, вызванных процессом сварки. [c.595]

Остаточные собственные напряжения в сварных конструкциях являются след- [c.912]

Остаточные собственные напряжения в сварных конструкциях являются следствием упруго-пластических деформаций, протекающих в период нагрева и охлаждения шва. [c.666]

Внутренние напряжения в стальных отливках или поковках устраняются при обычном (фазовом) отжиге. Что же касается внутренних напряжений в сварных конструкциях, то для их устранения обычный (фазовый) отжиг оказывается неподходящим. Дело в том, что при обычном отжиге, т. е. при температурах около 850 , упругие свойства стали настолько снижаются (см. стр. 88), что сварная конструкция может деформироваться под действием одного только собственного веса. Поэтому сварные конструкции, как правило, обычному отжигу и не подвергаются. [c.125]

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]

Собственные напряжения в сварных соединениях и методы их расчета iii> [c.145]

СОБСТВЕННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ [c.145]

Разработаны следующие методы устранения собственных остаточных напряжений в сварных конструкциях. [c.204]

Образование хрупких разрушений. Эксплуатация сварных конструкций показывает, что иногда в них образуются трещины. Нередки случаи, когда трещины, обнаруженные в эксплуатации, представляют собой кристаллизационные трещины, возникшие в швах при их наложении и раскрывшиеся спустя длительный промежуток времени в результате растягивающих напряжений и низкой температуры. В сварных конструкциях, работающих при переменных нагрузках, усталостные трещины образуются в сварных швах, в околошовных зонах, в основном металле, в местах концентрации напряжений (в зависимости от формы и конструкций соединений, рода материала, термической об работки и т. д.). Трещины в сварных конструкциях образуются также и при отсутствии первичных разрушений и переменных напряжений. Подобного рода трещины называют хрупкими. Иногда образование хрупких трещин в сварных конструкциях объясняется влиянием собственных остаточных напряжений, вызванных сваркой. В гл. VII было показано, что величины остаточных напряжений в сварных соединениях из углеродистых и других сталей почти всегда достигают предела текучести металла, а в некоторых случаях превышают его. [c.213]

Между тем в огромном большинстве случаев сварные конструкции работают в эксплуатационных условиях хорошо, трещины не образуются. Следовательно, не собственные остаточные напряжения являются непосредственной причиной возникновения трещин в условиях эксплуатации сварных изделий. Внутренние силы (остаточные напряжения) в сварной конструкции взаимно уравновешены. Как вытекает из приведенных соображений (см. пункт 4 этой главы), образование пластических деформаций является одним из основных условий высоких механических свойств сварных соединений, имеющих собственные остаточные напряжения. [c.213]

Собственные напряжения в сварном шве могут быть временными и остаточными. Остаточные напряжения в направлении оси шва примерно одинаковы во всех поперечных сечеииях, кроме концов швов, где они уменьшаются до 0. [c.79]

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]

Таким образом, знание собственных и реактивных напряжений в типовых сварных узлах (неоднократно используемых в одной и той же конструкции) дает полное представление об остаточной напряженности конструкции в целом. Настоящий [c.279]

Если шов не перерезает несущий элемент, то, очевидно, сварочная усадка шва не приводит к значительным возмущениям в ней. Например, в узлах, образованных тавровыми соединениями, собственные ОСН затухают на расстоянии от шва порядка толщины листа (см. рис. 5.9). Очевидно, что такая ситуация справедлива, когда напряжения в стенке тавра Оуу малы. Если сварной шов перерезает несущий элемент, но не образует замкнутого контура в плоскости свариваемого листа (например, стыковой кольцевой или пазовый шов в сосуде давления), то на расстоянии от шва порядка толщины листа поперечные и продольные напряжения выравниваются (см. рис. 5.8). При этом [c.297]

Таким образом, выполненный анализ реактивных напряжений в сочетании с имеющимися данными по распределению собственных ОСН в узлах, образованных типовыми сварными соединениями, позволяет принципиально определить напряженное состояние любого узла после окончания сварки конструкции в целом. Реактивные напряжения определяются на основе кривых представленных на рис. 5.15. 5-19. По известным размерам источников реактивных напряжений, действующих на рассматриваемый узел, определяются собственные реактивные напряжения каждого источника о . По известным расстояниям между рассматриваемым узлом и источником реактивных напряжений находятся коэффициенты снижения реактивных напряжений для каждого из источников. Зная и т) для всех соседних [c.309]

Образование сварочных деформаций и напряжений. Основными причинами образования собственных напряжений и деформаций в сварных соединениях и конструкциях являются неравномерный нагрев и охлаждение металла при сварке, структурные и фазовые превращения, механическое (упругое и пластическое) де( р-мирование при сборке, монтаже и правке сварных узлов и конструкций. [c.33]

Неравномерный нагрев и изменение объема металла вследствие температурного расширения, фазовых или структурных превращений приводят к возникновению упругих и пластических деформаций. В результате пластических деформаций в сварных элементах после полного охлаждения остаются собственные напряжения, которые называются остаточными напряжениями. [c.407]

В этом ГОСТе предусмотрены следующие образцы образец - диски с круговым швом, в которых имитируется собственное напряженное состояние в сварных узлах, содержащих вварки вставок, штуцеров, проплавление по замкнутому контуру и т.д. [c.348]

Телескопические стрелы тяжелых кранов имеют более сложную конструкционную форму (см, рис. 1). Сложность формы вытекает из необходимости выполнения особенно жестких требований в отношении собственного веса с одной стороны, увеличение количества составных элементов и соединяюш,их ее сварных швов, что ведет к уменьшению долговечности конструкции, особенно при возрастании контактных нагрузок, вызванных опорами, с другой — возможность создания более благоприятных условий для восприятия контактной нагрузки, лучшего распределения жесткости, устранения концентраторов напряжений в высоконапряженных зонах. Требуемая долговечность нередко достигается за счет внедрения других видов технологии изготовления основных элементов металлоконструкций холодной гибки, прокатки и т. д. Это можно наблюдать в конструкциях кранов последних выпусков, обеспечивающих грузоподъемность 2500 кН и длину телескопической стрелы до 100 м. Однако в этом случае усталостные испытания основных узлов стрелы и стрелы в целом стали необходимым элементом процесса проектирования новой конструкции. Практически они до сих пор не реализованы, так как задачу по проектированию стрелы относят к чисто статической проблеме. [c.373]

В сварных конструкциях собственные напряжения называются продольными, если направлены вдоль швов и наплавок, и поперечными, если направлены перпендикулярно им. [c.857]

Какие виды собственных напряжений различают в сварных соединениях [c.49]

Аустенитные хромоникелевые стали находят широкое применение в сварных узлах энергетических, химических, атомных и других установок для эксплуатации в интервале температур от комнатной до 800—900° С. В качестве собственно жаропрочных, т. е. работающих под нагрузкой при протекании процесса высокотемпературной ползучести, рациональным температурным диапазоном их использования следует считать 500—650° С. В элементах, подверженных воздействию лишь высоких температур без заметных напряжений, рабочие температуры применения аустенитных сталей повышаются до 800—900° С. Наконец, в узлах атомных и химических установок при температурах рабочих процессов до 500° С назначение аустенитных сталей определяется их высокой коррозионной стойкостью. [c.210]

Малоцикловые и хрупкие разрушения сосудов, нагруженных внутренним давлением, имели место в химической, нефтегазовой, резиновой и других отраслях промышленности. Как правило, такие разрушения связаны с начальными трещинами, возникшими после изготовления сосудов с применением сварки. Двукратное (от 1000 до 2000 м ) увеличение объема сосуда давления приводит к повышению температуры хрупкого разрушения на 30 С. В 40% случаев хрупкое разрушение сосудов произошло в начальной стадии эксплуатации (при гидроиспытаниях или первом заполнении) при этом около 20% сосудов практически не испытывали внешних эксплуатационных нагрузок (за исключением собственного веса), а в половине случаев номинальные напряжения в стенках сосудов не превышали 0,5-0,6 расчетных. Во всех случаях разрушения сосудов начинались из зон концентрации (а = 1,5-4) напряжений (места сопряжения корпуса с днищем, крепления опор, установки лазов и люков, крепления ребер жесткости и др.). Трещины (около 70%) возникали и распространялись по металлу сварного шва или околошовным зонам. [c.73]

На рис, 5.118 показано изменение микротвердости в зависимости от расстояния по мере удаления от места зарождения трещины. Измерения выполнены на приборе ПМТ-3 при нагрузке 1 Н (100 г). Для исследования использован шлиф в плоскости листа (стенки резервуара) после снятия поверхностного 0,8-мм слоя металла. Как видно из рис. 5.118, наблюдается некоторое увеличение микротвердости в пределах зоны не более 0,09 мм. Это указывает на небольшую по величине зону пластической деформации в окрестности очага зарождения трещины. Естественно предположить, что степень пластической деформации в зоне собственно зарождения трещины была выше. Эта зона в последующем была съедена коррозией. По сути формирование микротрещин вдоль околошовной зоны как очага зарождения макротрещины имеет коррозионно-механическое происхождение. Дальнейшей локализации коррозионного износа у основания валика способствуют не только концентрация напряжений от действия кольцевых напряжений, но и угловатость сварного соединения, вызывающая появление изгибных напряжений. [c.371]

В металле, подвергнутом сварке, возникают необратимые физико-химические процессы, определяющие надежность конструкции в целом. Под действием сварки происходит а) изменение свойств металла вследствии процессов плавления и кристаллизации в сварном шве, структурных, фазовых изменений и разупрочнения в зоне термического влияния б) ухудшение напряженного состояния ввиду возникновения полей собственных упругих остаточных напряжений и пластических деформаций, геометрической технологической и конструктивной неоднородности в) концентрация в зоне сварного соединения различного вида неоднородностей — химической, структурной, фазовой собственных напряжений и деформаций геометрической, связанной как с опасностью возникновения технологических концентраторов, так и наличием конструктивных концентраторов. Как следствие указанных видов неоднородности возникает неоднородность механических, электрохимических и физических свойств, что определяет повышенную чувствительность сварных соединений к воздействию эксплуатационных сред, особенно в условиях сложного напряженного состояния. [c.122]

Для выявления намагниченных участков труб разработан прибор — коэртициметр, с помощью которого стало возможным определять допустимую продолжительность эксплуатации отдельной трубы и сроки ее замены [45]. Однако причину произвольного образования кольцевых магнитных полей до сего времени устранить не удалось. Здесь большую помощь может оказать применение ультразвука. Установлено, что упругие колебания частотой 20—30 кГц снимают тепловые напряжения в сварных соединениях, старят металл за несколько часов. Известно, что труба в котле колеблется на собственной резонансной частоте порядка нескольких сотен герц, и если на эти колебания наложить ультразвуковые колебания с частотой 20—40 кГц, можно полностью ликвидировать или значительно снизить амплитуду колебаний трубы, т. е. исключить причину образования магнитных полей в трубах. [c.115]

Метод ЛТП МВТУ [85]. Метод основан на механическом испытании сварных образцов путем нагружения постоянными нагрузками. Нагрузки моделируют упругую энергию собственных напряжений в сварных конструкциях. Образец для испытаний представляет собой сварной тавр небольших размеров (рис. 72). К вертикальной стенке тавра прикладывают нагрузку М, создающую напряжения растяжения в шве и околошовной зоне. Образец нагружают при температурах начала аустенит-ного превращения и выдерживают под нагрузкой в течение 20 ч и более после сварки. Одновременно испытывают серию образ- [c.160]

Что же касается внутренних напряжений в сварных конструкциях, то для их устранения обычный (фазовый) отжиг оказывается неподходящим. Дело в том, что при обьпчном отжиге, т. е. при температурах около 850°, сварная конструкция может деформироваться под действием даже собственного веса. Поэтому сварные конструкции, как правило, обычному отжигу не подвергаются. [c.158]

В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритно-го класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения. В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения. [c.34]

СНЯТИЕ НАПРЯЖЕНИЙ (в сварном изделии) — освобождение изделия от собственных напряжений путем соответствующей термической и механической обпяботки. [c.150]

Бурное развитие науки за последние десятилетия открывает непрерывно новые пути все более углубленного исследования прочности и деформаций сварных конструкций. На основе изучения теплового состояния металлов при сварке (ИМЭТ им. А. А. Байкова) разрабатываются методы определения температурных и остаточных напряжений в телах двух и трех измерений (ИЭС им. Е. О. Патона, МВТУ им. Баумана, ЛГУ и ЛКИ и т.д.). Отрабатываются методы для определения остаточных напряжений второго и третьего рода. Применение ЭЦВМ дало возможность определять собственные напряжения в сварных конструкциях математическими методами для различных объемно-напряженных состояний, с учетом переменных значений теплофизических характеристик металлов. [c.14]

Моисеев И. А., Исследование собственных остаточных напряжений в сварных двутавровых соединениях. Сб. трудов ЦНИИС МПС, 1950, вып. 2. [c.546]

На первом этапе указанного анализа проведены расчетноэкспериментальные исследования ОСН в сварных толстолистовых конструкциях с многопроходными швами. Удобной инженерной схематизацией для расчета ОН в сложных сварных конструкциях является их дифференцирование на собственные и реактивные напряжения. В этом случае" ОСН сварного узла могут быть определены с помощью суперпозиции собственных ОСН, возникающих непосредственно при сварке рассматриваемого узла, и напряжений, действующих от соседних сварных узлов, названных реактивными напряжениями. [c.326]

Наличие дефектов в сварных соединениях угрожает их прочности, снижает надежность. Их отрицательное влияние может проявляться даже в случае статического приложепия нагрузок, при неблагоприятном сочетании с собственными напряжениями в условиях понижения пластичности, под действием ни.зких температур и агрессивных сред. [c.111]

Оригинальной разработкой кафедры является стенд для контроля остаточных сварочных напряжений в технологическом процессе изготовления цилиндрических деталей из высокопрочных сталей (В. В. Ва-тюк, В. Г. Бессалый, В. И. Прохоров). Этот стенд, работающий по схеме дифференциального измерения собственных напряжений, является одной из первых установок для производственного контроля напряженного состояния металла в сварных изделиях. [c.26]

Расчёт рамы для случая нормальной работы делается в предположении, что статическая нагрузка от собственного веса и веса воды, топлива, баков стокера, контрбудки и т. д. равномерно распределена по всей длине рамы. Сила по сцепке принимается из расчёта двойной тяги или прочности автосцепки. Рама рассматривается как балка, лежащая на двух опорах (опорные пяты). Напряжение в раме находится как сумма напряжений от изгиба вертикальной нагрузкой и от эксцентричного растяжения силой по сцепке. Для клёпаных и сварных рам допускаются напряжения до [c.397]

Собственные напряжения в зависимости от объема взаимно уравновешенных частиц тела подразделяют на напряжения I рода, которые уравновешиваются в макрообъемах (в сварном соединении, сварном шве), II рода, которые уравновешиваются в пределах зерен металла, и III рода, которые уравновешиваются в пределах кристаллической решетки. [c.39]

В сварных конструкциях могут быть не только общие, но и местные деформации в виде выпучив и волн. Длинные и узкие листы, сваренные встык, под действием угловых деформаций и собственной массы получают волнистость (рис. 27), размеры которой определяются углом Р и толщиной свариваемых листов, определяющей их массу. При приварке к листу ребер поясные листы получают местные деформации - грибовидность. Кроме местных угловых деформаций могут возникать выпучины и волнистость на поверхности листа. Остаточные деформации, возникающие в результате перераспределения внутренних остаточных напряжений после сварки, называют вторичными. Это перераспределение может произойти при первом нагружении сварной конструкции, при механической, термической и газопламенной обработке сварных изделий. Остаточные сварочные напряжения, перемещения и деформации могут существенно снизить прочность, исказить точность форм и размеров конструкции, ухудшить внешний вид изделия, снизить технологическую прочность сварных соединений, что приведет к возникновению горячих или холодных трещин. В определенных условиях может снизиться статическая прочность или произойти потеря устойчивости сварной конструкции, что, в свою [c.41]

Сварные конструкции работают в условиях сложного напряженного состояния в связи с наличием собственных сварочных ((Тсв. св). сборочно-монтажных (асб. сб) и эксплуатационных (Од, ej упругоиласТических деформаций и напряжений. В общем случае (сТсв. бсв) >0 (Осб, сб) э) причем деформации и напряжения [c.514]

Переходя к обзору результатов исследований поведения многосвязных оболочек, остановимся прежде всего на работах, посвященных изучению влияния трещин различного типа на напряженно-деформированное состояние цилиндрических труб. Димарогонас [78] рассмотрел задачу об устойчивости длинной трубы (кольца), находящейся под действием внешнего давления. Считалось, что труба имеет продольную щель с глубиной,, не пр-ёвышающей толщину стенки. В работе получено трансцендентное уравнение для критического давления, решение которого представлено в функции от глубины трещины. Автором получены также формы потери устойчивости трубы с внутренними и наружными трещинами. На основе проведенной работы делается вывод о том, что трещины приводят к значительному понижению устойчивости труб. Следует отметить, что сегодня весьма актуальной является пробл ема влияния трещин на динамические параметры элементов несущих конструкций. Исследованию такой задачи посвящена работа Дитриха [79]. В ней приведены результаты исследования изменения собственных частот и форм колебаний труб при появлении различных трещин в сварных щвах. Теоретический анализ выполнен с помощью метода конечных элементов. В работе приведены полученные с помощью ЭВМ графики изменения частот восьми низших тонов изгибных колебаний трубы в зависимости от длины трещины. Соответствующие этим частотам формы колебаний представ- лены в трехмерной форме. [c.301]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...