Внутренние напряжения и деформации при сварке

Глава VI. ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ПРИ СВАРКЕ [c.87]

Меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями. При сварке и наплавке в деталях возникают собственные (внутренние) напряжения. Во многих случаях эти напряжения бывают настолько велики, что появляются трещины или коробление детали. [c.80]

Образование остаточных напряжений и деформаций при сварке вызывается одной и той же причиной, именно появлением внутренних усилий при местном нагреве металла до пластического состояния. Оба эти явления находятся во взаимной связи между собой, но (проявляются при сварке конструкций в различной степени и во многих случаях в противоположных направлениях. [c.613]

Если изготовление детали связано с разогревом ее выше точки размягчения, желательно сварку вести до разогрева, так как при такой термообработке в наибольшей степени снимаются внутренние напряжения и деформации. Следует также, если это возможно и необходимо для уменьшения внутренних напряжений, применять отжиг при температурах на 30—25° ниже температуры размягчения данного материала. [c.197]

Нахлесточные (рис. 8, е) и тавровые (рис. 8, ж) соединения рекомендуются при сварке металлических деталей ТОЛЩИНОЙ менее 3 мм, так как при больших толщинах неравномерный местный нагрев вызывает большие внутренние напряжения и деформацию и даже трещины в шве и ОСНОВНОМ металле. [c.102]

Внутренние напряжения в детали (узле) возникают, при наличии препятствий свободной деформации нагреваемой детали. Основными причинами возникновения на пряжений и деформаций при сварке являются неравномерный нагрев основного металла, литейная усадка и структурные изменения металла. [c.164]

В процессе сварки наплавленный металл и прилегающие к нему участки основного металла детали нагреваются до температуры плавления. При этом в наплавленном и основном металле протекают процессы, которые оказывают вредное влияние на. качество восстанавливаемых деталей. К числу этих процессов относятся металлургические процессы, протекающие в наплавленном металле, структурные изменения и образование внутренних напряжений и деформаций в основном металле детали. [c.139]

Способы уменьшения внутренних напряжений и деформаций балок. Для уменьщения напряжений и деформаций необходимо соблюдать последовательность наложения швов. При сварке поясных швов автоматами во избежание образования винта в стержне балки швы, расположенные у одного горизонтального листа, необходимо варить в одном направлении (рис. 24), не допуская провисания при установке балок под сварку. При сварке швов большой протяженности вручную и полуавтоматами рекомендуется применять обратноступенчатый метод сварки. Приварку ребер жесткости выполняют от середины ребра к поясам или В разброс, причем сварщики распределяются по всей длине балки. Сварку многослойных швов ведут поочередно, то с одной, то с другой стороны ребра, а многослойные швы выполняют каскадным способом или горкой . [c.39]

Алюминий имеет большой коэффициент линейного расширения, увеличивающийся с повышением чистоты металла и температуры нагрева. Объемная усадка расплавленного алюминия при затвердевании составляет примерно 6,6%, что значительно больше, чем у многих металлов и сплавов. Эти свойства алюминия приводят к большим внутренним напряжениям (или деформациям) при местном нагреве, который является характерным для сварки. Кроме того, большая усадка отрицательно влияет на формирование шва. В конце шва после обрыва дуги образуется глубокий кратер, возможно также появление трещин. [c.21]

При сварке деталь нагревается неравномерно и изменяется структура металла. В сварочной ванне могут произойти и объемные изменения. Все это вызывает внутренние напряжения, из-за чего детали деформируются или даже трескаются. Внутренние напряжения уменьшают. предварительным подогревом деталей перед сваркой, термообработкой после сварки и медленным охлаждением. И технологические приемы позволяют уменьшить напряжения. Например, при наплавке оставляют возможно меньший припуск на последующую обработку, так как чем тоньше наплавленный слой, тем меньше окажутся внутренние напряжения и деформация. Тонкий листовой материал сваривают ступенями (рис. 114). Короткие швы сваривают от середины к концам. На валы металл наплавляют диаметрально (рис. 115), чтобы деформации уравновешивались. [c.108]

Внутренние напряжения и деформации, возникающие при сварке, зависят от вида сварки. При газовой сварке возникают значительно большие деформации, чем при дуговой. По направлению действия различают продольные, расположенные параллельно оси шва, и поперечные, расположенные перпендикулярно оси шва, линейные сварочные напряжения (рис. 52). Распределение продольных напряжений в стыковом шве таково, что на его концах из-за возможности свободной усадки они незначительны, а в средней части имеют достаточно большую величину, достигая предел а теку чести. При сварке встык продольные сокращения [c.117]

При сварке металлоконструкций возникают внутренние напряжения и деформации, которые причиняют много трудностей при изготовлении и эксплуатации сварных конструкций. Сварочные напряжения и деформации могут вызвать следующие нежелательные последствия [c.84]

Нахлесточные (рис. 93, е) и тавровые (рис. 93, ж) соединения допустимы только при сварке металла толщиной менее 3 мм, так как при больших толщинах металла неравномерный местный нагрев вызывает большие внутренние напряжения и деформации и даже трещины в шве и основном металле. [c.104]

Напряжения и деформации при наплавочных работах. При наплавочных работах, вследствие большого количества наплавляемого металла и значительного местного нагрева могут возникать внутренние напряжения и деформации, превосходящие напряжения при сварке. [c.37]

В некоторых случаях, например для изделий больших габаритных размеров, общий подогрев заменяется местным. Такой подогрев необходимо выполнять с большой осторожностью. Необходимо также, по мере возможности, обеспечить свободное расширение и усадку металла в местах нагрева и плавный температурный режим и переход. Здесь неправильный режим подогрева сильнее влияет на рост дополнительных внутренних напряжений и деформаций, чем при общем подогреве. Для металла большой толщины и сложной формы местный подогрев малоэффективен и даже вреден. Охлаждение после наплавки или сварки должно быть медленным и равномерным. [c.42]

На величину внутренних напряжений и деформации влияет также конструкция сварного изделия и размеры швов. При сварке сложных изделий с большим количеством швов появляются большие напряжения и деформации. Большие внутренние напряжения возникают в соединениях массивных деталей в виде поковок, литья или толстого проката при большом количестве наплавленного металла. [c.120]

Для уменьшения внутренних напряжений и деформации применяются различные технологические приемы. Так, например, при изготовлении сложной конструкции, состоящей из нескольких узлов, сначала сваривают каждый узел отдельно, а потом уже соединяют узлы между собой. Сварка конструкции отдельными секциями устраняет условия, вызывающие большие внутренние напряжения. Для уменьшения внутренних напряжений сталь, склонную к закалке, и металл большой толщины сваривают, применяя предварительный или сопутствующий подогрев. Подогрев всего изделия или зоны сварного шва уменьшает скорость охлаждения после сварки, что предотвращает образование в околошовной зоне хрупкой структуры закалки. В соединении, сваренном с подогревом, внутренние напряжения невелики и возможность образования горячих трещин мала. Помимо предварительного и сопутствующего подогрева, применяется замедленное охлаждение изделия в печи непосредственно после сварки. [c.120]

Температурное воздействие сварки вызывает в конструкции внутренние напряжения и деформации. Борьба со сварочными напряжениями и деформациями достаточно сложна и требует большого опыта при вьшолнении сварочных работ, [c.4]

Наличие сосредоточенного источника тепла (сварочное пламя, электрическая дуга), перемещающегося вдоль шва с какой-то скоростью и вызывающего неравномерное нагревание металла при сварке, является основной причиной возникновения внутренних напряжений и деформаций в сварных изделиях. [c.124]

Для уменьшения внутренних напряжений и деформаций, возникающих при сварке, рекомендуется ряд технологических мер и приемов наложения сварных швов. Важное значение имеют правильный выбор конструкции изделия, расположение сварных швов, последовательность их выполнения и режимы сварки. [c.158]

Специфика процессов сварки, при которой изделия подвергаются сильному местному нагреву, вызываюш ему неравномерное распределение теплового потока, требовала глубокого изучения температурного состояния металла при сварке. Исследование распределения температуры в элементах конструкций при сварке имело огромный теоретический и практический интерес, так как сосредоточенный и непрерывно изменяюш ийся нагрев вызывал внутреннее напряжение и остаточные деформации в конструкциях, а в ряде случаев приводил к их короблению. [c.138]

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]

Элементы аппаратуры, работающей в содержащих сероводород средах, после сварки, ремонта и т. д. следует обязательно подвергать отпуску при температуре 620°С, назначением которого является получение однородной структуры, снятие внутренних напряжений и ограничение твердости материала. Подобной термической обработке подвергают также детали после различных видов холодной деформации, прокатки, ковки, штамповки и т. д. [c.102]

Общим на первой стадии процесса образования трещин является совместное действие напряжений в материале и неустойчиво пассивное состояние поверхности. При этом опасны как внешние напряжения (растягивающие, изгибающие и эксплуатационные напряжения или переменные нагрузки), так и внутренние (остаточные напряжения от деформаций, обработки, сварки и пр.). Вредны также слабо окисляющие растворы, растворение в которых, однако, приводит к образованию только недостаточно стабильных (повреждаемых), защитных или пассивных пленок. [c.40]

При сварке плавлением обычно наблюдается неравномерность нагрева и быстрое охлаждение, что приводит к возникновению внутренних напряжений и остаточных деформаций в сварных конструкциях. [c.341]

Сварка вызывает в изделиях появление напряжений, существующих без приложения внешних сил. Напряжения возникают по ряду причин, прежде всего из-за неравномерного распределения температуры при сварке, что затрудняет расширение и сжатие металла при его нагреве и остывании, так как нагретый участок со всех сторон окружен холодным металлом, размеры которого не изменяются. Вследствие структурных превращений участков металла околошовной зоны, нагретых в процессе сварки выше критических точек, в свариваемых конструкциях возникают структурные напряжения. В отличие от напряжений, действующих на конструкцию во время ее эксплуатации и вызываемых внешними силами, эти напрял ения называют внутренними (собственными) и остаточными сварочными напряжениями. Если значения сварочных напряжений достигнут предела текучести металла, они вызовут изменение размеров и формы, т. е. деформацию изделия. Деформации могут быть временными и остаточными. Если остаточные деформации достигнут заметной величины, они могут привести к неисправимому браку. Остаточные напряжения могут вызвать не только деформацию сварного изделия, но и его разрушение. Особенно сильно проявляется действие этих напряжений в условиях, способствующих хрупкому разрушению сварного соединения, которое происходит в результате неблагоприятного сочетания концентрации напряжений, температуры и остаточных напряжений. Первые два фактора меньше поддаются изменению, чем остаточные напряжения, поэтому применяют ряд мер по предотвращению и снижению сварочных напряжений и деформаций. [c.97]

К сложной работе относится сварка ответственных конструкций в различном положении при толщине листов более 40 мм и длине шва более 4 м при сварке требуются флюсоудерживающие приспособления сварщик должен знакомиться с технологией и чертежами, заботиться об уменьшении деформаций и внутренних напряжений и подготавливать приспособления. [c.737]

При сварке металлических конструкций в них возникают напряжения, которые в отличие от напряжений, вызываемых внешними рабочими нагрузками, носят название внутренних или сварочных. Сварочные напряжения и деформации подразделяются на временные, т. е. существующие в период осуществления сварки, и остаточные, сохраняющиеся и после процесса сварки. [c.115]

Конструкция печи обеспечивала достаточно свободный под-.ход к месту сварки. Схема печи с установленным в ней цилиндром показана на рис. 27. Сварка выполнялась при общем нагреве цилиндра до 450—480° С. Для уменьшения деформации борта цилиндра применялась усиленная проковка каждого слоя наплавленного металла, которая проводилась после расплавления трех-четырех электродов. Такая частая и глубокая проковка пластичного металла, нагретого до высокой температуры, сильно снижает внутренние напряжения и уменьшает возможность [c.69]

Вторым наиболее существенным средством уменьшения внутренних напряжений является отжиг сварных конструкций после окончания сварки. Отжигом устраняются также напряжения, образовавшиеся в процессе прокатки, вальцовки, гибки. Отжиг осуществляется в печи или горне. Для изделий из малоуглеродистой стали рекомендуется нагрев до 600—650°. Изделие при отжиге следует охлаждать медленно (вместе с печью). При достижении температуры отжига изделие выдерживается в печи определенное время в зависимости от его толщины. На каждые 25 мм толщины выдержка составляет 1 час. Взамен нормального отжига часто прибегают к частичному местному отжигу. Однако местный отжиг при неправильном ведении может вызвать в иЗ делии дополнительные напряжения и деформации. [c.183]

Свойства бронзы, в том числе ее свариваемость, определяются основными легирующими добавками. Газовая сварка оловянистых бронз затруднена из-за выгорания некоторых компонентов, особенно олова. Олово из состава бронзы выделяется при нагреве до температуры 500—600°С, которое при сгорании на поверхности ванны расплавленного металла образует пену, в результате чего шов получается пористым со сниженными механическими характеристиками. Бронза теряет вязкость и становится хрупкой при нагреве выше 500°С. Появление больших внутренних напряжений и возникновение трещин может произойти от неравномерного. нагрева изделий при сварке. Поэтому для понижения или полного устранения сварочных напряжений и деформаций при сварке изделий из литой бронзы необходим местный или общий подогрев до температуры 500—600°С. Не рекомендуется поворачивать и поднимать изделие в процессе сварки, так как в нагретом состоянии изделие может разрушиться. В связи с окислением олова в процессе сварки в присадочной проволоке олова долж1НО (быть на 1—2% больше, чем в основном металле. Наличие в составе проволоки раскислителей, например фосфора, улучшает свойства сварного шва. В качестве такого присадочного металла рекомендуется бронза Бр.ОФ 6,5—0,4. [c.138]

Вторая ступень редуктора передает больший момент, чем первая ступень, и поэтому водило установлено на однорядных роликовых конических подшипниках. Корпус редуктора сварной. Для устранения возможной деформации корпус похщергается термической обработке для снятия внутренних напряжений, вызываемых нагревом при сварке. Масло заливается в картер корпуса, и зацепление смазывается купанием в ванне, а подшипники - разбрызгиванием. [c.287]

Технология сварки должна обеспечить требуемые геометрические размеры швов и механические свойства сварных соединений при минимальных внутренних напряжениях и деформациях свариваемых элементов. Технологический процесс, заданный проектом производства сварочных работ (ППСР), должен предусматривать последовательность сборки и сварки конструкций, сборочно-сварочные приспособления тип, марку и диаметр электрода порядок наложения прихваток и швов режимы сварки, род и полярность сварочного тока требуемое количество сварочного оборудования, материалов и кабелей число и расположения помещений контейнерного типа с инвентарными сварочными постами квалификацию и число сварщиков методы и объем контроля сварных соединений температуру нагрева при сварке с предварительным подогревом необходимые технологические операции требования безопасности. [c.145]

Для уменьшения внутренних напряжений и деформации изделий при сварке длинных швов (более 1000 мм) применяют метод обратиоступенчатого наложения швов (рис. 25,е), сущность которого заключается в следующем все соединение разбивается на участки длиной 200—250 мм, каждый из которых последовательно заваривается в направлении, обратном общему направлению заполнения разделки. Длина участка обычно определяется продолжительностью расплавления одного электрода, т. е. переход на следующий участок совмещают со сменой электрода. Швы короткие (рис. 25,а) сваривают напроход , т. е. от начала до конца шва, не меияя направление сварки. Швы средней длины (250—1000.и.ад) сваривают от середины к краям (рис. 25,6). Длинные швы также иногда сваривают от середины к краям, но с соблюдением обратноступенчатого метода (рис. 25,г). [c.65]

Сборка и сварка секций являются наиболее ответственной частью работы при изготовлении корпуса судна. Эти работы производят с применением различных кантователей, сборочно-сварочных стендов, постелей, установок для автоматической и полуавтоматической сварки. Корпусные детали собирают и сваривают в узлы небольшой массы, причем технология сварки построена таким образом, чтобы узлы были выполнены без отклонений от заданных размеров и с минимальными внутренними напряжениями и деформациями. В дальнейшем узлы поступают на сборку и сварку плоскостных и объемных секций в специальных стапель-кондукторах. Корпусные конструкции со сложными криволинейными формами изготовляют в специальных приспособлениях, учитывающих плазовые очертания корпуса судна. Сваренные объемные секции испытывают на водоррепроницаемость. [c.129]

Развитие сварочного производства, внедрение прогрессивных методов сварки, видов сварочного оборудования в народном хозяйстве страны повышают требования к профессиональной подготовке электросварщиков. В процессе работы электросварщику при-лодится часто сталкиваться с самыми различными сложными техническими вопросами. Квалифицированный электросварщик должен прекрасно знать технологию электродуговой сварки. Он должен уметь правильно выбрать нужную марку электрода, необходимый режим сварки, знать свойства электродных покрытий, классификацию электродов, причины возникновения внутренних напряжений и деформаций в сварных конструкциях и мероприятия по их предупреждению, наиболее рациональные способы сборки конструкций под сварку, основные способы контроля качества сварки и многое другое. [c.70]

Значений o taтoЧныX внутренних нап )яжений и деформаций при наплавке деталей. При восстановлении деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой, как уже отмечалось ранее, приходится встречаться со многими трудностями и в том числе с внутренними напряжениями и деформациями в деталях, если эти детали после наплавки или сварки не были подвергнуты термической обработке. [c.29]

Во время сварки и особенно наплавки необходимо избегать непрерывного подвода тепла в одном направлении. Для этой цели используется обратноступенчатый способ сварки, сварка и наплавка вразброс. При наплавке больших поверхностей их разбивают на ряд равносторонних треугольников или прямоугольников с длиной сторон 130—150 мм. Каждую из таких маленьких площадок наплавляют паралелельными валиками, но при переходе от площадки к площадке направление наплавляемых валиков изменяют. Рекомендуется наплавка с перерывами. В этом случае исключается возможность непрерывного и интенсивного нарастания внутренних напряжений и деформаций. [c.43]

При наплавке в отличие от сварки в процессе учас1вус1 небольшое количество основного металла в связи с небольшой глубиной проплавления поэтому внутренние напряжения и деформации изделия, склонность к образованию трещин относительно незначительны. [c.168]

Сварочные напряжения относятся к группе так называемых внутренних напряжений, существующих в изделии без приложения внешних сил. Внутренние напряжения возникают практически при всех технологических про-щёссах изготовления конструкций (литье, ковке, прокатке, сварке, механической и термической обработке), достигая в ряде случаев значительной величины (предела текучести) и вызывая заметные деформации изделий. Основными причинами их развития могут являться неравномерный разогрев изделия Б процессе изготовления, неравномерное распределение усилий, а также структурные изменения, приводящие к появлению в отдельных участках пластических или термопластических деформаций. Отличительной особенностью внутренних напряжений является их взаимная уравновешенность в пределах изделия. [c.59]

Трещины при послесварочной термообработке. Термообработка сварных соединений проводится с целью снятия сварочных напряжений, а для гетерогенных термоупрочняемых сплавов - и для восстановления жаропрочности в сварном соединении. Наиболее эффективно сочетание закалки и старения. Однако на этапе медленного нагрева под закалку (1200... 1250 °С) сварных конструкций, имеющих всегда внутренние напряжения, и выдержки в интервале дисперсионного твердения возникают трещины. Ойи вызваны совпадением во времени деформаций металла при релаксации сварочных напряжений от уменьщения его объема при дисперсионном твердении и охрупчивания от упрочнения зерен. Это обусловливает внутризеренное, а затем межзеренное проскальзывание по границам зерен, приводящее к хрупкому разрушению сварного соединения параллельно оси шва по ЗТВ, поперек шва (трещины типа частокол), а при сварке толстолистового металла - трещины в ЗТВ, ориентированные ортогонально к линии сплавления. [c.84]

Так как при сварке не представляется возможным создать словия, способствующие свободному расилирению металла прл нагревании и сжатию при охлаждении, то в местах сварки появляются внутренние напряжения, вызывающие деформацию. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...