Сварка Влияние на возникновение остаточных напряжений

При различных технологических операциях различны и причины, приводящие к неоднородным объемным деформациям, т. е. причины, вызывающие появление остаточных напряжений. В сварочном процессе, например, такими причинами являются температурный цикл сварки, структурные превращения в металле шва и в зонах термического влияния и изменение растворимости газов, окружающих сварной шов. Литейные остаточные напряжения возникают как следствие неравномерного (по объему детали) остывания отливок. При обработке давлением источником возникновения остаточных напряжений может быть неравномерная пластическая деформация. [c.210]

При сварке кроме неравномерного местного нагрева возникновению остаточных напряжений способствуют литейная усадка расплавленного металла шва и структурные изменения металла в зоне термического влияния. [c.220]

В процессе металлургического передела или при изготовлении оборудования коррозионностойкая сталь может подвергаться пластической деформации перед или после нагрева в опасной зоне температур. При этом следует учитывать допустимый уровень пластической деформации и температуру нагрева. Одна из важных технологических операций — сварка — может привести к возникновению склонности к МКК в зонах термического влияния и сплавления основного и наплавленного металлов, а также в металле шва, и к возникновению значительных остаточных напряжений. Склонность к МКК сварных соединений устраняется пра- [c.70]

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]

Температура, при которой производится сварка, оказывает серьезное влияние на величину остаточных напряжений и деформаций. Избежать возникновения повышенных остаточных напряжений позволяет сварка с повышенной погонной энергией. При понижении температуры на каждые 10°С рекомендуется повышать величину погонной энергии на 4—5% по сравнению со сваркой при температуре 10—20°С. [c.124]

Разрушение металлов чаще всего наступает на завершающей стадии холодной пластической деформации. Для деформации и разрушения сварных соединений возникновение и развитие микропластической деформации в отдельных кристаллитах имеет серьезное значение, и, в частности, может быть одной из основных причин появления холодных трещин, которые образуются в различных зонах сварных соединений (в основном в зоне теплового влияния) через различные интервалы времени после завершения сварки. Для возникновения трещин необходимо наличие усилий, вызывающих упругую и локальную, или микропластическую деформацию. В ненагруженном сварном соединении такими усилиями являются остаточные сварочные напряжения. Поэтому все явления, ведущие к повышению уровня остаточных сварочных напряжений, способствуют появлению холодных трещин. Это может быть большая скорость охлаждения, концентрация и пересечение сварных швов, жесткие и замкнутые контуры сварных участков, резкие переходы сечений, локализация нагрева. Принимая меры к устранению указанных факторов, можно предотвратить появление холодных трещин. [c.8]

Влияние термопластических деформаций. Во время остывания сварного соединения в зоне дефекта могут возникать термопластические деформации, вызывающие динамическое старение металла. В результате происходит локальное охрупчивание и, как следствие, снижение сопротивляемости металла возникновению хрупких трещин. Подобные условия наблюдаются, например, в том случае, когда дефект расположен на участке замыкания кольцевых швов или ступеней при обратноступенчатой сварке. Наряду с протеканием термопластических деформаций в подобных случаях возникают и высокие растягивающие остаточные напряжения. Более опасными с точки зрения возникновения хрупких разрушений являются непровары, подвергающиеся повторному нагреву. [c.279]

Успех сварки стали Г13 зависит от того, насколько будут снижены остаточные сварочные напряжения, уменьшена зона термического влияния, устранена возможность возникновения трещин, пор и раковин. Здесь в большей степени, чем при сварке углеродистых и других легированных сталей, оказывают влияние электроды, режимы и технология сварки. [c.252]

Сварка используется для соединения элементов конструкций, имеющих самую различную толщину. При сварке тонких сечений материала мало, и если он имеет склонность к возникновению остаточных напряжений, то наблюдающиеся дефекты являются в основном дефектами сварки при сварке толстых сечений наиболее серьезными дефектами являются трещины которые непосредственно вызываются напряжением, возникающим при объемных изменениях, в частности, в зоне термического влияния. В предельном случае сварки за один проход соединение можно получить без использования присадочного металла. В последнее время максимальное сечение, которое могло быть сварено газовой сваркой, было значительно увеличено в результате разработки и внедрения электронно-лучевой сварки, которая позволяет получить локальную зону проплавления глубиной порядка нескольких сантиметров. При соответствующем материале и отсутствии газовыделения электронно-лучевая сварка является прогрессивным процессом, однако для ее осуществления необходимо либо иметь сварочную камеру, которую можно было бы вакууми-ровать, либо обеспечить вакуум в точке сварки. Хотя, в принципе желательно, чтобы сварное соединение обладало такими же свойствами, как основной металл, на практике это не всегда возможно, и поэтому во многих случаях используют сварку с присадочным металлом, который менее склонен к образованию трещин. Примерами применяемых при сварке присадочных металлов, которые отличаются по составу от основного металла, являются сталь с 2,25% Сг и 1% Мо для сварки 0,5% Сг, Мо, V сталей сталь с контролируемым содержанпем феррита для сварки аусте-нитных сталей и специальные электроды типа In o А для никелевых сплавов. Много попыток было сделано, чтобы разработать электроды для 0,5% Сг, Мо, V сталей, однако наплавленный металл этого состава имел очень низкую пластичность и, кроме того, приобретал высокое сопротивление деформации при выпадении карбида ванадия, повышающего склонность к образованию [c.72]

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]

Во-первых, при термической обработке, как и при сварке, локальный нагрев вызывает возникновение остаточных напряжений, уравновешивающихся между нагревавшимися и ненагре-вавшимися зонами. Если локальной термической обработкой является высокий отпуск, то причиной возникновения остаточных напряжений являются только тепловые изменения объемов (см. рис. 8.5, г), если термической обработкой является нормализация, то остаточные напряжения будут определяться суммарным влиянием тепловых изменений объемов и структурных превращений. Для снижения уровня остаточных напряжений надо снижать скорость охлаждения после нагрева. [c.165]

Холодные трещины образуются чаще всего в зоне термического влияния, реже в металле щва сварных соединений среднелегированных и высоколегированных сталей перлитного и мартенситного классов (рис. 17). Появление холодных трещин объясняют действием комплекса причин. Одна из них — влияние высоких внутренних напряжений, возникающих в связи с объемным эффектом, сопутствующим мартенситному превращению, происходящему в условиях снижения пластичности металла. Поэтому холодные трещины наблюдаются как при температурах распада остаточного аустенита (120°С и ниже), так и при комнатной температуре через несколько минут, часов, а иногда и через более длительное время после окончания сварки. Высокие внутренние напряжения могут также развиваться вследствие адсорбции растворенного в металле водорода на поверхностях вну-Ч тренних дефектов и накопления его в микронеснлощнос-тях. Возникновение холодных трещин связывают также замедленным разрущением металла под действием на-Г Чтряжений, которые согласно схеме Зинера (рис. 18) на- апливаются по границам зерен, перпендикулярным на- ч равлению действия нормальных напряжений. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...