Сварные Прочность и меры ее повышения

Исследования прочности и надежности сварных конструкций в условиях низких температур проводятся в Институте физико-технических проблем Севера ЯФ СО АН СССР. Новые методические подходы к выявлению вклада различных факторов, определяющих наступление хладноломкости конструкций, позволяют разрабатывать конструктивные и технологические меры повышения хладостойкости сварных конструкций. Для практики важное значение имеют технологические особенности сварки распространенных конструкционных сталей в условиях низких температур до —50°С, установленные В П. Ларионовым с сотрудниками. [c.3]

В связи с невозможностью доступа к внутренней стороне шва при сварке кольцевых стыков следует особо рассмотреть вопрос об обеспечении надлежащей формы корня шва. При выполнении корневых проходов обычным методом ручной дуговой сварки в корне шва возможны местные непровары или проплавления, ослабляющие прочность стыка. Поэтому приходится их учитывать, снижая величину поправочных коэффициентов для допускаемых напряжений в сварных соединениях. Для повышения конструктивной прочности сварных стыков возникает необходимость в принятии специальных мер. Типовые конструкции и технологические решения по устранению непровара в корневом сечении стыковых швов описаны в главе IX Трубопроводы . [c.52]

Эффективными мерами повышения прочности сварных соединений являются автоматическая сварка под флюсом и сварка в защитном газе термообработка сваренной конструкции (отжиг) наклеп дробью и чеканка швов. Эти меры позволяют повысить прочность составных сваренных деталей при переменных нагрузках в 1,5...2 раза и даже доводить ее до прочности целых деталей. [c.78]

Длительная прочность сварных соединении повышается по мере повышения алюминия в сплаве, однако долговечность сварных образцов ниже но сравнению [c.360]

В конструкциях общего назначения, для которых нагрузка может характеризоваться не только наличием отдельных переменных составляющих, но также и значительной долей постоянной составляющей, применение поверхностного наклепа не дает такого положительного эффекта, как в машиностроении. Это объясняется тем, что степень повышения вибрационной прочности при наклепе проявляется главным образом при большом количестве циклов переменной нагрузки, что характерно для конструкций машиностроительного типа. При малом количестве циклов действия переменной нагрузки эффект применения наклепа понижается. Кроме того, наклеп понижает пластичность металла, что является нежелательным для конструкций, работающих в условиях низких температур. В этом случае, как показали результаты ряда исследований, весьма полезным для прочности конструкций оказывается их предварительное нагружение, которое должно производиться при положительной температуре. Предварительное нагружение оказывается также полезным и для конструкций, работающих в условиях вибрационной нагрузки, поэтому его можно рекомендовать как меру повышения прочности сварных соединений при любых условиях эксплуатации. В качестве такого предварительного загружения вполне целесообразным является пробное испытание конструкций, производимое при сдаче их в эксплуатацию. [c.92]

Отжиг сварных конструкций снимает остаточные напряжения, но уничтожает также и упрочняющее влияние наклепа металла, полученного как при прокатке, так и при сварке. Поэтому отжиг не только не является мерой повышения вибрационной прочности сварных конструкций, но даже может привести к некоторому ее снижению (так как упрочняющее влияние наклепа оказывается, как правило, более значительным, чем ослабляющее влияние остаточных напряжений). [c.132]

Наряду с расчетами прочности должны проводиться и расчеты точности, которые сейчас, как правило, совсем не ведутся. При проектировании обычно ограничиваются лишь требованиями к точности отдельных элементов и конструкции в целом, не проверяя, в какой мере при выбранных конструктивных формах достижима эта точность. В наши дни существуют инженерные методы расчета деформаций, возникающих при сварке, которые позволяют расчетным путем оценивать достижимую точность сварного элемента, а следовательно, еще при проектировании конструкции предусматривать те меры повышения точности, которые надо будет принимать во время изготовления конструкции, если конструктивными средствами достичь требуемой точности не удастся. [c.94]

В середине наплавленного металла сварного шва, выполненного при силе тока / = 200-220 А, повышенная прочность способствует тому, что средняя скорость роста усталостной трещины W имеет наименьшее значение, хотя сварочные напряжения в этом месте достигают максимума. По мере удаления от оси симметрии сварного шва в пределах 10 < / <30 мм значения HRB (а ) интенсивно снижаются до значений основного металла, тогда как в этой зоне сварочные напряжения изменяются медленно и сохраняют достаточно высокие значения. Это приводит к тому, что ср месте быстро возрастает, достигая максимальных значений. [c.205]

Все эти недостатки в той или иной мере присущи сварным конструкциям. В зависимости от количественного значения каждого из перечисленных недостатков или нескольких вместе работоспособность сварной конструкции может быть значительно понижена. Резкое понижение усталостной прочности в сварных конструкциях происходит из-за повышенной концентрации напряжений. Очень опасным является неблагоприятное сочетание нескольких указанных отрицательных факторов, из-за которых сварное соединение переходит из пластического состояния в хрупкое и становится склонным к хрупкому разрушению. [c.618]

Прочность соединения в стык зависит главным образом от формы перехода шва к основному металлу. Для повышения вибрационной прочности сварных соединений иногда применяются некоторые специальные меры, к числу которых относится механическая обработка поверхности швов. Однако механическая обработка усложняет технологический процесс изготовления сварных конструкций и неизбежно приводит к повышению их стоимости. Поэтому применение ее не всегда может быть признано целесообразным, тем более, что повышение прочности сварных соединений может быть достигнуто соответствующим выполнением обычных технологических требований без дополнительной механической обработки. [c.76]

Оценка прочности сварных соединений и мер ее повышения [c.91]

При этом следует заметить, что в ряде случаев повышение вибрационной прочности сварных конструкций механической обработкой поверхности отдельных, наиболее напряженных участков может оказаться более эффективной мерой, чем применение методов, связанных с созданием местных остаточных напряжений. [c.133]

Характерна резкая неравномерность механических характеристик в сварном соединении при испытании на статический изгиб. Прочность уменьшается в зоне структурных превращений по сравнению с основным металлом и имеет тенденцию к уменьшению по мере укрупнения зерна от основного металла к сварному шву. Изменение пластичности, определяемой углом загиба, имеет более сложный характер. Наиболее слабая зона — зона сплавления в связи с неблагоприятной структурой и повышенным содержанием примесей. [c.69]

Основными мерами борьбы с холодными трещинами при сварке сталей повышенной прочности являются подогрев свариваемых изделий, применение низков )д. родных электродных покрытий и флюсов, отпуск или отжиг перед сваркой, применение электродной ироволоки из стали с пониженным содержанием углерода и дополнительным легированием карбидообразующими элемента.ми или аустенитных электродов, отпуск или отжиг сварных изделий непосредственно после сварки в промежутках между сваркой отдельных жестких элементов. [c.160]

В качестве неразрушающих методов контроля на производстве используют испытания сварных узлов и готовых изделий в условиях, превышающих эксплуатационные (более высокие нагрузки, давление, вибрации, температура), но не приводящих к разрушению сварных соединений. Например, баки и емкости, выполненные с применением шовной сварки, испытывают при давлениях, превышающих рабочие давления на 30—50% (условия испытаний указывают в ТУ на сварной узел). Такие испытания позволяют одновременно контролировать прочность сварных швов и герметичность соединений. Испытания давлением целесообразно сочетать с вибрацией или нагружением узла, чтобы выявить соединения с непроваром в виде склейки. При испытаниях узлов повышенным давлением должны быть приняты соответствующие меры безопасности для обслуживающего персонала, особенно при использовании для этой цели воздуха. [c.121]

Среднелегированные стали содержат до 10 % легирующих элементов и отличаются высокой прочностью. Сварные соединения этих сталей должны обладать равнопрочно-стью с основным металлом, а также удовлетворять специфическим требованиям, зависящим от условий эксплуатации конструкций. Значительные трудности при сварке данных сталей связаны с их восприимчивостью к закалке, низкой стойкостью против образования горячих трещин в шве, а также холодных трещин в шве и зоне термического влияния. При ЭШС многие из указанных трудностей в значительной мере ослаблены. Замедленное охлаждение соединений в интервале температур промежуточного и мартенситного превращений аустенита заметно снижает опасность образования холодных трещин. Большой коэффициент формы металлической ванны позволяет использовать сварочные проволоки или пластины с повышенным легированием, обеспечивая равнопрочность сварного соединения и сохраняя достаточно высокую стойкость его против горячих трещин. [c.152]

Если в сварных элементах имеются только стыковые соединения, то согласно диаграмме, приведенной на рис. 3, высокопрочные стали целесообразно применять при R > 0,5. У нахлесточных соединений диаграммы предельных напряжений уже, чем у стыковых. Поэтому такие соединения могут дополнительно сблизить границы рационального использования сталей различной прочности, если не принять специальных мер, обеспечивающих повышение выносливости сварных соединений. [c.118]

Надежность трубопроводов зависит от характеристик металла труб и арматуры, его прочности и величины напряжений, от качества соединений деталей (фланцевые соединения, сварные стыки), в значительной мере от целесообразности выбранной схемы. Выбор рациональной схемы главных трубопроводов оказывает большое влияние на экономичность установки в отношении начальных затрат и эксплуатационных расходов, связанных с потерей энергии и тепла при транспорте свежего пара и питательной воды котлов. С повышением параметров пара расход металла на трубопроводы и стоимость стали для их изготовления существенно возрастают. [c.199]

В монографии рассмотрены вопросы теории фазовых превращений в сталях и сплавах титана в неравновесных условиях, характерных для сварки, а также ряд процессов термической и термопластической обработки,, осуществляемых при непрерывном изменении температуры. Дан анализ механизма задержанного разрушения закаленной стали и сплавов титана с различным пределом текучести и условий образования холодных трещин в сварных соединениях этих материалов. Систематизировать и предложены новые меры предупреждения трещин путем рационального легирования и применения технологических средств сварки термической и термомеханической обработки. Разработана система критериев расчетного выбора параметров режимов и технологии сварки и последующей термообработки, обеспечивающих оптимальные свойства и структуру сварных соединений. Рассмотрены новые пути повышения прочности сварных соединений и конструкций с помощью термомеханической и механико-термической обработки. [c.4]

Углерод понижает теплопроводность стали, вследствие чего зона нагрева при сварке становится более широкой. Это способствует возникновению в сварных изделиях значительных собственных напряжений от сварки. Повышенное содержание углерода в присадочной проволоке увеличивает предел прочности и уменьшает пластические свойства металла шва. В присадочных стержнях для сварки серого чугуна, где интенсивность графитизации в значительной мере зависит от суммарного содержания в чугуне углерода, количество этого элемента доводится до 3,5—4%. [c.161]

Остаточные напряжения растяжения в активной зоне, как указывалось выше, достигают предела текучести. Вследствие этого мероприятия до сварки и в процессе сварки, кроме предварительного подогрева изделия до высоких температур, не могут в значительной мере устранить появление продольных остаточных напряжений. Однако мероприятия до сварки и в процессе сварки могут значительно уменьшить поперечные напряжения от поперечной усадки п таким образом шизить плоскостную и объемную напряженность сварного соединения и уменьшить пластические деформации растяжения при остьшанни шва. Эти обстоятельства в большинстве случаев гарантируют достаточную прочность сварной конструкции и повышение ее работоспособности. [c.608]

Аснис А. Е. Меры повышения вибрационной прочности сварных конструкций. Ленинградский Дом научно-технической пропаганды, 1956. [c.300]

Аснис A. E. Некоторые технологические меры повышения вибрационной прочности сварных соединений. Автоматическая сварка , 1959, № 9. [c.304]

Исследование вибрационной прочности стыковых соединений из стали М16С, 15ХСНД и 10Г2СД показало, что равнопрочность таких соединений может быть достигнута без применения механической обработки поверхности швов, которая вследствие этого не должна рассматриваться как обязательная мера. Механическая обработка поверхности перехода от шва к основному металлу может быть рекомендована лишь как средство исправления случайных дефектов формы швов. Такая оценка значения механической обработки предупреждает фт предъявления к сварным конструкциям чрезмерно повышенных требований, излишне усложняющих процесс их изготовления. [c.26]

А с н и с А. E., Меры повышения вибрационной прочности сварных конструкций (стенограмма лекции), ЛДНТП, 1956. [c.158]

При газовой сварке малоуглеродистых и хромомолибденовых сталей специальным вопросом является влияние развитых структур перегрева типа видманштетта на жаропрочность сварных соединений. По данным Р. Е. Мазель, эти структуры обладают повышенной прочностью как при комнатной, так и высоких температурах. Пластические характеристики металла с видманштеттовой структурой можно повысить, проведя высокий отпуск. Следует, однако, полагать, что при наличии в районе стыка резких концентраторов напряжений структуры перегрева обладают пониженной сопротивляемостью развитию трещин. Их появление обусловливает также ускоренное развитие свищей в стыках труб водяных экономайзеров, работающих при сравнительно умеренных температурах [71]. В связи с этим в последнее время принимаются меры к замене газовой сварки дуговой. [c.184]

Автору с сотрудниками удалось найти другое решение, позволяющее применять в сварных конструкциях высокожаропрочные стали, не опасаясь локальных разрушений [20]. Оказалось, что благоприятное сочетание высокой жаропрочности и высокой сопротивляемости локальным разрушениям достигается при упрочнении аустенитной стали (сплава) значительным количеством бо-ридной фазы. Аустенитные стали, легированные бором (более 0,3—0,4%), обладают не только высокой жаропрочностью (см. табл. 3). Они весьма устойчивы против образования горячих околошовных трещин (см. рис. 76). Обладая двухфазной структурой, они отличаются повышенной межкристаллитной (межзерен-ной) прочностью. Следует, однако, отметить, что ударная вязкость этих сталей при комнатной температуре невысока. Автор полагает, что применение жаропрочных аустенитно-боридных сталей явится одним из эффективных средств решения проблемы предотвращения локальных разрушений сварных соединений (рис. 76). Эффективной мерой предотвращения хрупких разрушений аустенитных сталей является повышение их длительной пластичности [23 j. [c.188]

Основным конструкционным материалом для производства сварных конструкций в течение длительного периода являлась малоуглеродистая сталь (типа Ст.З, Ст.2 и др.), характеризующаяся гарантированной, но невысокой прочностью, высокой пластичностью и хорошей технологичностью, в том числе и свариваемостью. Немаловажное значение имеет и относительная дешевизна этой стали, не содержащей специальных легирующих элементов. Малоуглеродистая сталь наряду с указанными достоинствами имеет и ряд недостатков, из которых важнейшими являются относительно низкая прочность, пониженное сопротивление хрупкому разрушению и повышенная чувствительность к механическому старению. Последние два свойства в значительной мере определяются степенью раскисленности металла (кипящая, по-луспокойная и спокойная) даже лучшая из них — спокойная малоуглеродистая сталь характеризуется невысокими значениями ударной вязкости при минусовых температурах, что в ряде случаев ограничивает область ее применения. Интенсивными исследованиями в последние годы доказано, что применением специальных технологических приемов (регулируемая прокатка, термическое упрочнение и др.) или дополнительным введением в металл модифицирующих элементов (ниобий, ванадий и др.) можно заметно улучшить качественные характеристики малоуглеродистой стали, в том числе и ее сопротивление хрупкому разрушению. Можно преодолеть недостатки малоуглеродистой стали и путем перехода на низколегированные стали (стали повышенной прочности), повышенная прочность и сопротивляемость хрупким разрушениям у которых достигается присадкой легиру ющих элементов и измельчением структуры. [c.4]

При наличии концентраторов напряжений в сварных конструкциях повышение их вибрационной прочности может быть достигнуто также применением специальных мер, в результате которых в наиболее опасных участках будут созданы остаточные сжимающие напряжения. В таких случаях возможно применение местных нагревов удаленных от мест концентрации напряжений участков для создания в наиболее напряженных местах конструкции остаточных сжимающих напряжений. Возможны также меры, связанные с пластическим обжатием (проковкой, проколачиванием и другими методами поверхностного наклепа), в результате которых создается местное упрочнение металла наиболее опасных участков конструкции. [c.133]

Снятие сварочных напряжений с помощыо аргоно-дуговой обработки. Одной из мер снятия сварочных напряжений является расплавление участка перехода от шва к основному металлу неплавящимся электродом в аргоне (рис. 4-26). При этом нарушается равновесие внутренних сил напряженного поля вследствие перехода части металла в жидкое и пластическое состояние. Естественно, что при кристаллизации расплавленного металла будут вновь возникать напряжения, однако они сравнительно малы, так как количество этого металла во много раз меньше, чем металла шва. Расплавление небольшого количества основного металла и металла шва приводит к уменьшению напряжений на 60—70 %. Получаемый при этом плавный переход от шва к основному металлу способствует значительному повышению прочности сварных соединений при переменных нагрузках (рис. 4-27). [c.169]

Клеевая прослойка в клее-механических соединениях способствует повышению их прочности. Это зависит от свойств применяемого клея, а также от конструктивно-технологических параметров изготовляемых соединений. Исследования, в частности, показывают, что работоспособность клеевого шва в клее-механических соединениях существенно меняется при изменении расстояния между силовыми точками. Обусловлено это в значительной мере изменением удельных запрессовочных давлений, передаваемых клею силовыми точками сварной точкой — в клее-сварном или заклепкой — в клее-заклепном соединениях и т. п. Величина этих давлений зависит, в свою очередь, от шага силовых точек. При изготовлении клее-механических конструкций необходимо знать оптимальную величину шага силовых точек, при котором обеспечивается достаточно высокая работоспособность клеевого шва и, следовательно качество комбинированного соединения. [c.163]

Поры в сварных соединениях, которые чаще располагаются в виде цепочки по зоне сплавления, снижают статическую и динамическую прочность сварных соединений. Их образование может вызываться попаданием водорода вместе с адсорбированной влагой на присадочной проволоке, флюсе, кромках свариваемых изделий или из атмосферы при нарушении защиты. Перераспределение водорода в зоне сварки в результате термодиффузионных процессов при сварке также может привести к пористости. Растворимость водорода в титане уменьшается с повышением температуры. Поэтому в процессе сварки титана водород диффундирует от зон максимальных температур в менее нагретые области, от шва - к основному металлу. Важнейшими мерами борьбы с порами, вызванными водородом при высококачественном исходном материале, является тщательная подготовка сварочных материалов, в частности прокалка флюса, применение защитного газа гарантрфованного качества, вакуумная дегазация и зачистка перед сваркой сварочной проволоки и свариваемых кромок (удаление альфированного слоя травлением и механической обработкой, снятие адсорбированного слоя перед сваркой щетками или шабером, обезжиривание), соблюдение защиты и технологии сварки. В сварном шве поры могут образоваться вследствие задержания пузырьков инертного газа кристаллизующимся металлом сварочной ванны при сварке титана в среде защитных газов захлопывания микрообъемов газовой фазы, локализованных на кромках стыка, при совместном деформировании кромок в процессе сварки химических реакций между поверхностными загрязнениями и влагой и т.д. [c.127]

Для гетерогенных, термически упрочняемых сталей при сварке имеет место большая степень повреждаемости ЗТВ. Длительная прочность снижается по отношению к основному металлу на 10—15% более значительно падает пластичность, что увеличивает вероятность локальных разрушений в процессе длительной эксплуатации при высоких температурах. Эффективной мерой их предупреждения служит периодически проводимая аустеиитизация сварных стыков (например, паропроводов) [5], а также применение талей повышенной частоты в результате вакуумно-дугового переплава. Повышению жаропрочности ЗТВ также способствуют лучевые способы сварки обеспечивающие минимум теплового воздействия и предотвращающие рост зерна. [c.271]

Еще более трудно реализовать такую прочность стали в конструкциях, работающих в условиях сложного напряженного состояния, и особенно в сварных конструкциях, в которых имеются участки металла с неблагоприятной структурой (литой металл сварного шва и крупнозернистый рекристаллизованный металл в околошовной зоне со следами перегрева). Кроме того, прочность сварных конструкций из легированной стали с высоким содержанием углерода в существенной мере лимитируется повышенной склонностью к задержанному разрушению и образованию холодных трещин при сварке. Это вызывает необходимость применения сложных технологических приемов (сопутствующий подогрев, промежуточные отпуски и отжиги с последующей полной тремообработкой), кото- [c.267]

Ко многим сварным конструкциям предьявляются требования в отношении термической обработки после сварки. Они в той или иной мере связаны с повышением прочности, пластичности и вязкости металла, точности изготовления, обрабатываемости, предотвращения образования дефектов и т.д. Применение термической обработки для сварных конструкций, ее режимы и эффекты, достигаемые ею, составляют крупную проблему, рассмотрение которой далеко выходит за пределы настоящей монографии. Перечислим лишь основные случаи црименения термической обработки в плане достижения конкретных результатов. [c.10]

Повышенной коррозионной стойкостью сварных соединений, и в первую очередь меньшей реакцией металла на воздействие термического цикла сварки, обладают хромо.никелевые стали, содержащие до 0,03% углерода. Это количество углерода близко к пределу его растворимости в аустените при длительных выдержках в интервале 500—800 С, что" в значительной мере ослабляет процесс карбидообразования по границам зерен металла околошовной зоны при воздействии сварочного нагрева. Стали 03Х18Н12 и 03Х18Н11 обладают более низкими характеристиками прочности, чем стали с обычным содержанием углерода, в связи с чем некоторые из них дополнительно легируются азотом (до 0,25%). [c.362]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...