Деформации пластические в сварном

Деформации пластические в сварном шве с непроваром 44, 54, 58 [c.329]

Значительное снижение предела прочности и пластических деформаций отмечается в сварных крестовых соединениях, характеризующихся резким изменением формы и весьма высокой концентрацией напряжений. Изменение характеристики прочности сварных крестовых соединений при различной концентрации напряжений [c.64]

Величина и характер упруго-пластических деформаций, возникающих в сварном соединении в процессе сварки и последующего охлаждения, являются главными факторами, определяющими возможность появления горячих трещин. Чтобы выяснить процесс возникновения деформаций, рассмотрим случай неравномерного охлаждения тонкой пластины после наплавки на нее валика. Температурное поле в этом случае изображено на рис. 163. [c.299]

В сварных деталях и изделиях в процессе сварки под действием неравномерного нагрева основного металла и структурных превращений в зоне термического влияния возникают упругие и пластические деформации, нарушающие заданные размеры конструкции и в некоторых случаях вызывающие образование трещин в металле шва и околошовной зоны. [c.67]

Пластические деформации зависят главным образом от тепловых характеристик процесса сварки, свойств металла и в значительно меньшей степени — от жесткости свариваемых элементов. Это обстоятельство позволяет разделить задачу определения сварочных напряжений и деформаций на две части. В первой части с помощью решения термодеформационной задачи МКЭ определяются пластические деформации, обусловливающие перераспределение объема металла в зоне упругопластического-деформирования при сварке (термодеформационная задача). Во второй части на основе решения задачи в рамках теории упругости определяются напряжения в сварном узле в целом (деформационная задача). Исходной информацией для решения деформационной задачи являются начальные деформации [c.298]

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]

Основным признаком всех видов сварки давлением (контактная, диффузионная, холодная, трением и др.) является пластическая деформация металла в зоне контакта соединяемых деталей, необходимая для образования сварных соединений. При сварке происходит принудительное образование межатомных связей между кристаллическими решетками соединяемых деталей. Выделяют три основные стадии процесса образования сварного соединения при сварке давлением [c.105]

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]

По расположению в сварном соединении различают горячие трещины в шве, в зоне сплавления, в околошовной зоне, а также в зависимости от ориентировки их относительно направления сварки — продольные и поперечные. Во всех случаях вероятность образования трещин определяется соотношением пластических свойств соединений в т.и.х. и темпом деформаций. Однако степень влияния отдельных технологических и металлургических факторов для каждого вида может быть существенно различной в связи с неодинаковыми условиями формирования химической и физической неоднородности в различных зонах сварного соединения. Особо следует выделить трещины повторного нагрева, образующиеся в ранее наложенных валиках при многослойной сварке в результате термодеформационного воздействия от сварки последующих слоев. [c.481]

Степень механохимической неоднородности зависит от исходных свойств металла, способа и режимов сварки, применяемых сварочных материалов и др. Механическая и электрохимическая неоднородность взаимосвязаны между собой. Под действием термодеформационного цикла сварки в сталях и других сплавах образуются характерные зоны, различающиеся пластической деформацией и дислокационной структурой. Происходит изменение свойств металла вследствие процессов плавления и кристаллизации в сварном шве (III), [c.93]

Таким образом, несмотря на то, что номинальные напряжения в сварном соединении меньше предела текучести твердого металла, прослойка полностью вовлекается в пластическую деформацию. В связи с этим трещиностойкость твердой прослойки может быть выше, чем образца, изготовленного из металла с такими же исходными свойствами. Кроме того, уменьшение в объеме закаленного металла снижает вероятность возникновения технологических треш ин, уменьшаются их размеры и область распространения. [c.99]

Условие малоциклового нагружения появляется не только в случае повышения рабочих напряжений в стенке конструкции за предел текучести ( б - общая пластическая деформация), но и в случае местной пластической деформации, когда в концентраторе напряжений (трещина, надрез, резкий переход формы сечения, сварные швы) значения действующих напряжений превышают и рабочие [c.59]

Исследования сварных зон нормализованной стали St 52-3N (С 0,19 и 0,08 % для основного металла и сварного шва соответственно) были выполнены при амплитуде полной деформации (0,5-1,3) % в интервале скоростей деформации (0,035-0,09) с [115]. Рассматривали рост трещины от внутренних дефектов в виде круговой трещины при асимметрии цикла нагружения R = -i. О скорости роста трещины судили по результатам измерения шага усталостных бороздок. Проверяли результат расчета констант уравнения (5.33), записанного через амплитуду полной деформации и через размах пластической деформации. В результате расчетов и обработки экспериментальных данных применительно к росту трещин в сварном шве было показано, что в интервале длины трещин (0,1-10) мм имеет место соотношение [c.246]

Рассмотренный расчет на прочность по методу предельного состояния [88, 89] не учитывает возможной неравномерности в распределении напряжений и концентрации напряжений в сварной трубе вследствие отклонения сечения от правильной геометрической формы [60] из-за наличия усиления сварного шва, смещения кромок в нем, овальности и т. п. Предполагается, что если указанные зоны концентрации напряжений возникают в стенках трубы, то они сглаживаются за счет местной пластической деформации, и это не отражается на общей несущей способности трубы, которая определяется ее прочностью на разрыв от воздействия внутреннего статического давления. Указанное положение об отсутствии влияния концентрации напряжений на несущую способность труб при статическом нагружении было проверено рядо.м экспериментальных исследований. [c.140]

При воздействии внутреннего гидростатического давления статический разрыв в виде трещины длиной более 1000 мм с раскрытием кромок на 150—200 мм происходит вдоль образующей трубы по основному металлу или в околошовной зоне продольного сварного шва, что по характеру соответствует разрывам в эксплуатационных условиях (рис. 3.3.1). Более детальное исследование, однако, показывает существенное различие условий разрушения труб в экспериментах и при работе в трубопроводах. Как упоминалось выше, для эксплуатационных разрывов характерным является отсутствие значительных пластических деформаций как в месте разрыва, так и по периметру трубы [10]. Напротив, в наших испытаниях наблюдались выраженные пластические деформации, причем остаточное увеличение диаметра трубы составляло 2,5—7,5%, а местное сужение толщины стенки в средней части по длине трещины — 10—15%. [c.159]

В последние годы весьма широкий круг исследований (см. [84—85, 87, 88]) выполняется по оценке влияния дефектов сварки и концентрации технологических пластических деформаций на хрупкость сварных соединений и достоверность методов оценки хрупкости. Установлено, что, несмотря на удовлетворительное исходное состояние основного металла, сваркой можно получить крайне низкий уровень прочности и пластичности соединений. [c.55]

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]

Причинами возникновения сварочных напряжений являются неравномерность распределения температуры при сварке и жесткость свариваемых элементов, препятствующая свободному развитию тепловых деформаций и вызывающая возникновение пластических деформаций. При сварке закаливающихся сталей на развитие сварочных напряжений влияют также структурные превращения в шве и зоне термического влияния, сопровождающиеся изменением объема. В сварных соединениях разнородных сталей проведение термической обработки приводит к появлению нового вида термических внутренних напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых деталей (п. 5 главы II). [c.59]

Необходимо в ближайшее время расширить исследования в области прочности не только сварных, но и паяных конструкций, конструкций, выполняемых новыми технологическими процессами сварки, в частности холодным способом при больших пластических деформациях, а также комбинированных клеесварных алюминиевых конструкций. Следует расширить исследования долговечности и усталостной прочности в сварных конструкциях, работающих при знакопеременных нагрузках большой цикличности при постепенном их повышении, при работе в условиях различных сред и температур. [c.141]

Таким образом, на стадиях проектирования, изготовления и монтажа сварных конструкций необходимо принимать меры по уменьшению влияния сварочных напряжений и деформаций. Нужно уменьшать объем наплавленного металла и тепловложение в сварной шов. Сварные швы следует располагать симметрично друг другу, не допускать, по возможности, пересечения швов. Ограничить деформации в сварных конструкциях можно технологическими приемами сваркой с закреплением в стендах или приспособлениях, рациональной последовательностью сварочных (сварка обратноступенчатым швом и др.) и сборочно-сварочных операций (уравновешивание деформаций нагружением элементов детали). Нужно создавать упругие или пластические деформации, обратные по знаку сварочным деформациям (обратный выгиб, предварительное растяжение элементов перед сваркой и др.). Эффективно усиленное охлаждение сварного соединения (медные подкладки, водяное охлаждение и др.), пластическое деформирование металла в зоне шва в процессе сварки (проковка, прокатка роликом, обжатие точек при контактной сварке и др.). Лучше выбирать способы сварки, обеспечивающие высокую концентрацию тепла, применять двустороннюю сварку, Х-образную разделку кромок, уменьшать погонную энергию, площадь поперечного сечения швов, стремиться располагать швы симметрично по отношению к центру тяжести изделия. Напряжения можно снимать термической обработкой после сварки. Остаточные деформации можно устранять механической правкой в холодном состоянии (изгибом, вальцовкой, растяжением, прокаткой роликами, проковкой и т.д.) и термической правкой путем местного нагрева конструкции. [c.42]

Пластическая деформация, происходящая в процессе сварки трением, является существенным фактором, определяющим принципиальную возможность образования сварного соединения и его механические свойства. Необходимый для сварки нагрев (интенсивность тепловыделения) при прочих равных условиях обусловлен скоростью вращения и величиной осевого усилия. Кроме того, весьма важным является быстрое (практически мгновенное) прекращение движения. В ряде случаев сварки для получения доброкачественного соединения необходимо приложение в конце процесса повышенного давления ( проковки ). [c.41]

Остаточные напряжения растяжения возникают в сварных соединениях вследствие тепловых и упруго-пластических деформаций в процессе образования шва. Особенно велика их роль при наличии концентраторов напряжения. При некоторых условиях растягивающие остаточные напряжения снижают предел выносливости изделия или образца на 35—50%. Для исключения отрицательной роли остаточных напряжений растяжения детали подвергаются отжигу или поверхностному упрочнению пластическим деформированием [148]. [c.54]

В хрупком состоянии разрушению не предшествует существенная пластическая деформация. При этом возникают условия для быстрого развития трещин как ранее образовавшихся, так и новых. С быстрым развитием трещин, образованию которых сопутствуют малые пластические деформации, связан механизм хрупкого разрушения. Хрупкое разрушение имеет место в высокопрочных сталях, чугунах, мягких углеродистых сталях, работающих при низких температурах, а также в конструкциях больших габаритных размеров и толщин, в сварных и литых изделиях. Причиной образования хрупкой трещины является местное исчерпание пластичности. В линейной механике разрушения показано, что усилия, приложенные перпендикулярно имеющейся трещине, вызывают на ее концах напряженное состояние, могущее вызвать разрушение при номинальных напряжениях ниже предела текучести [27]. [c.120]

Вследствие неравномерного нагрева при сварке в сварном соединении возникают пластические деформации сжатия. Это равносильно уменьшению длины шва и около-ц10вной зоны. При этом после завершения термического цикла уменьшаются начальные размеры вдоль и поперек сварного соединения, т. е. происходят поперечное и продольное укорочения. Поперечные укорочения обычно больше, чем продольные для образцов небольших размеров. [c.77]

Сварка взрывом — сварка, при которой соединение образуется за счет совместной пластической деформации в результате вызванного взрывом соударения быстродвижущйхся деталей. Кинетическая энергия соударения соединяемых частей затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоев металла, приводящей к образованию сварного соединения. При этом часть работы пластической деформации переходит в тепло, которое может разогревать металл в зоне соединения до высоких температур, вплоть до оплавления локальных объемов. [c.116]

S-IO мм после интенсивной пластической деформации и 10 мм- после закалки. Сварное соединение включает в себя зоны, испытавшие такие термические и термомеханические воздействия, поэтому в различных зонах сварного соединения плотность дислокаций может достигать указанных значений. Характер распределения плотности дислокаций в сварном соединении может изменяться в весьма широких пределах. Он зависит от химического состава и предварительной термической обработки свариваемого металла, способа и режима сварки, условий охлаждения изделия. Так, например, максимальная плотность дислокаций в сварном соединении стали 0Х18Н10Т наблюдается в зоне, максимальные температуры нагрева которой при сварке составляли 770...870 К. [c.474]

Кристаллизационные трещины образуются, как правило, в сварном шве н реже в зоне полуоплавленных зерен. На рис. 12.45 представлены характерные места расположения горячих кристаллизационных трещин в сварном соединении. Подсолидусные трещины возникают в интервале температур второго минимума пластичности, расположенного ниже температуры солидуса. Сварной шов вследствие неравновесного процесса кристаллизации пересыщен дефектами кристаллической решетки, в том числе и вакансиями, которые при растяжении активно перемещаются к границам, расположенным перпендикулярно действующим усилиям. Такие скопления вакансий сильно ослабляют границы и создают предпосылки для возникновения зародышей разрушения. Необходимые условия для возникновения разрушения — межзе-ренная деформация или проскальзывание, возникающие как следствие воздействия термодеформационного цикла сварки. О наличии такого вида деформации свидетельствуют смещения кристаллизационных слоев на поверхности сварных швов (рис. 12.46). Смещения нередко сопровождаются значительной пластической деформацией в пограничных областях. Если по гра- [c.481]

Введение термовакуумной обработки (ТВО 450°С, 4 ч) перед закалкой образцов сплава 01420 до сварки значительно повысило способность к торможению разрушения (число циклов до разрушения при а=0,17 ГН/м2 повысилось от 3120 до 54000). По всей вероятности, что связано с обезводороживанием, что привело к значительному уменьшению количества и размера пор в сварном шве и увеличению способности матрицы к локальной пластической деформации при однократном и повторном нагружении. После ТВО отмечался более поздний переход усталостной трещины в следующую стадию разрушения (рис, 84). [c.112]

Исследована гшиетика пластической деформации сварных соединений при растяжении на установке ИМАШ-5С-65. Выявлено неоднородное протекание деформации при зерног1>аш1чном расположении второй фазы и в связи с этим зарождение трещин в сварных швах до разрушения. [c.167]

Х13Н4Г9, выпускаемую в виде холоднокатаной ленты, применяют при изготовлении легких высокопрочных конструкций, соединяемых точечной или роликовой электросваркой. Ввиду высокого содержания углерода другие методы сварки для этой стали неприменимы из-за возможности появления в сварных соединениях склонности к межкристаллитной коррозии, В состоянии после закалки сталь 2Х13Н4Г9 имеет аустенитную структуру, переходящую при холодной пластической деформации в мартенсит (-у-> aj). Это имеет большое значение, так как упрочнение достигается как путем наклепа, так и благодаря частичному мартенсит-ному превращению. В результате сталь в холоднокатаном состоянии сочетает высокую прочность с достаточно высокой пластичностью [31 ]. Изменение свойств некоторых нержавеющих хромомарганцовоникелевых сталей в зависимости от различных факторов показано на рис. 25—28 [28 и др.[. [c.36]

К исследованию напряженного состояния элементов многослойных сварных конструкций в области пластических деформаций / Бастуй В. Н., Шкарапу-та Л. М.— В кн. Многослойные сварные конструкции и трубы Материалы I Всесоюз. конф. Киев Наук, думка, 1984, с. 314—319. [c.390]

Расчет строительных конструкций осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами [1]. Получаемый при этом уровень номинальной нагруженности сварных элементов и уровень концентрации напряжений свидетельствуют о возникновении в зонах концентрации локальных пластических деформаций, которые при повторном характере внешней нагрузки приводят к образованию трещины малоцикловой усталости. Так, при обследовании воздухонагревателей доменных печей появление трещин в кожухе было зафиксировано после 2—3 лет эксплуатации, что соответствовало 5 — 6 тыс. циклов. В подкрановых балках тяжелого режима работы повреждения в виде поверхностных трещин вдоль угловых швов приварки верхнего пояса к стенке наблюдались при числах циклов до 2 х 10 , или после 4 лет эксплуатации, в газгольдерах аэродинамических станций — после 4 X 10 циклов нагружения. Опасность появления трещин малоцикловой усталости в сварных конструкциях связана с тем, что трещина данной длины может при определенном соотношении уровня 4нагрузки, климатической температуры эксплуатации, скорости нагружения и других факторов оказаться критической, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению. Раз-рушение может наступить в разный период эксплуатации в зависимости от наступления критического сочетания инициирующих факторов. В этом заключается определенное отличие в разрушении циклически нагруженных конструкций по сравнению со статически нагруженными, основная масса аварий которых приходится на период эксплуатации с первыми похолоданиями при дальнейшей эксплуатации таких конструкций число хрупких разрушений резко сокращается (рис. 9.1). Для циклически нагруженных конструкций в первую зиму и во время испытаний разрушается только 34% конструкций от общего числа зарегистрированных разрушений. При последующей эксплуатации в течение примерно трех лет разрушения отсутствуют, и затем число разрушений начинает увеличиваться с 4 до 10% в год. Такой характер распределения разрушений конструкций под воздействием повторных нагрузок связан с необходимым периодом подрастания дефектов до критических размеров, и поэтому в течение определенного периода разрушения не наблюдаются. При дальнейшей эксплуатации идет накопление повреждений и развитие трещин усталости до образования полного разрушения. [c.170]

С увеличением концентрации напряжений в сварном соединении точка пересечения двух ветвей кривой усталости N] ., соответствующая напряжениям о ах = С1к ( - Рис. 9.17), смещается в область меньшего числа циклов нагружения (в этом случае процесс накопления усталостных цовреждений опережает процесс накопления односторонних пластических деформаций). Для Ст.Зсп при переходе основного металла к нахлесточному соединению с фланговым швом значение Мц изменяется от 7 10 до 3 10 циклов нагружения, т. е. примерно на 2 порядка. Для остальных исследованных типов соединений значения располагаются между этими двумя значениями. [c.186]

Сварочные деформации и напряжения возникают вследствие локальной пластической деформации отдельных зон сварного соединения из-за неравномерного разогрева при сварке. Металл в зоне максимального нагрева (шов и зона термического влияния), претерпевший пластическую дeфqpмaцию сжатия при нагреве, после полного охлаждения получает остаточное укорочение. Это укорочение приводит к изменению формы и размеров всей сварной заготовки. Абсолютное укорочение (ААВ и ADQ линейных элементов (АВ и D ) пропорционально их длине в зоне пластической деформации (AB D) (рис. 5.58, а, б). В соответствии с этим основные закономерности процесса развития перемещений в сварных изделиях сводятся к следующему 1) абсолютное укорочение возрастает с увеличением зоны пластической деформации, т.е. с увеличе- [c.291]

Пластические деформации и напряжения в сварной конструкции ухудшают технологическую прочность сварного соединения. В результате в швах или околошовной зоне могут образовываться трещины. Практика эксплуатации сварных конструкций сввдетельствует о том, что напряжения снижают их сопротивляемость хрупким разрушениям. Они же могут искажать размеры конструкций и понижать точность изготовления из-за переопределения напряжений при снятии части металла в результате, наттример, обработки резанием. [c.498]

К моменту окончания сварки наибольшие продольные и поперечные сварочные деформации сосредоточены в околошовной зоне у границы сплавления (рис. 21, б) [46]. По данным, полученным Н. П. Житниковым с помощью прямых измерений сварных стыковых образцов стали Х18Н10Т, максимальные пластические деформации возрастают с увеличением толщины свариваемого изделия от 2% при б 20 мм до 3% при б = 40 мм (рис. 21, в). Поперечные деформации в 2—3 раза больше продольных. Ширина зоны остаточных сварочных деформаций достигает 20 мм, т. е. находится в интервале температур нагрева металла при сварке от Тпл до 100° С. На участке сварочного нагрева до 300° С (в зоне деформационного старения д.ля малоуглеродистой стали) средние пластические деформации достигают 1%. [c.38]

Труфяков В. И., Гиренко В. С., Михеев П. П. Влияние местных пластических деформаций на сопротивляемость сварных соединений хрупким разрушениям.— В кн. Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием. Сб. докладов на Всесоюзной научно-технической конференции в феврале 1970 г. Под ред. Кудрявцева И. В. ЦНИИТМАШ. Вып. 90. М,, ОНТИ ЦНИИТМАШ, 1970, с. 147—156. [c.264]

Пластическая деформация (наклеп) оказывает различное влияние на строение сварных швов в зависимости от их состава и первичной микроструктуры. Обш,им для всех швов, подвергающихся наклепу, является снижение стабильности аустенита. Аустенит, имеющий гранецентрированную кристаллическую решетку -у-же-леза, обладает большей плотностью и меньшим удельным объемом, чем феррит, обладающий менее плотно упакованной решеткой а-железа. При пластической деформации растяжения плотная решетка у-фазы относихельно легко перестраивается в менее плотную решетку а-фазы. При пластической деформации сжатия решетка у-фазы не получает заметного изменения плотности. Поэтому в сварных швах аустенитных сталей, подвергшихся наклепу от растяжения, распад аустенита идет более интенсивно, чем в швах, подвергшихся деформации сжатия в холодном состоянии. Пластическая деформация вызывает раздробление зерен аустенита на более мелкие, измельчение блоков и увеличение угла их разориентировки. Во время деформации сварного шва наблюдаются процессы сдвига кристаллов и двойникование, как и при деформировании катаной стали. Особенно сильный наклеп претерпевают швы аустенитных сталей при холодной штамповке, а также при холодной калибровке обжатием. [c.153]

Применяемые в сварочном производстве методы сварки по способу соединения поверхностей заготовок делятся на три класса термический, механический, термомеханический. При термических методах сварки происходит расплавление кромок свариваемых заготовок. Если при этом не получается качественного шва, в зазор вводится присадочный материал. После затвердевания образовавшейся сварочной ванны получается соединение — сварной шов. Согласно ГОСТ 19521-74, к термическим методам сварки относят электродуговую, электрошлаковую, газовую, электронно-лучевую, плазменную, термитную, лазерную и др. При механических методах сварки соединение заготовок происходит путем совместной пластической деформации соединяемых поверхностей за счет приложения внешнего усилия. К этим методам относят сварку трением, взрывом, холодную, ультразвуковую и др. При термомеханических методах сварки одновременно с приложением внешне1 о давления, материал в зоне соединения нагреваютдля снижения сопротивления деформации и в целях повышения его пластичности. К термомеханическим методам сварки относят контактную, диффузионную, газопрессовую, кузнечную и др. [c.324]

Сталь Х28АН имеет аустенито-ферритную структуру [154], достаточно хорошие механические свойства и отличается от хромоникелевых сталей типа 18-8 и 18-8 с Ti бсшее высоким пределом текучести и значительно меньшими пластическими свойствами (табл. 73). Сталь хорошо сваривается и имеет высокие прочностные свойства в сварном шве. Свойства образцов, вырезанных в продольном и поперечном направлениях, сильно отличаются, что связано с обособленным расположением аустенитной и ферритной фаз и их ориентировкой вдоль и поперек направления деформации (прокатки). [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...