Образование деформаций и собственных напряжений при сварке

Если конструкция после сварки не испытывает вовсе напряжений от внешних нагрузок, то остаточные деформации не нарастают и размеры ее не изменяются. Сказанное относится далеко не ко всем сварным конструкциям. При сварке конструкций из малоуглеродистых и аустенитных сталей деформирование изделий с течением времени не имеет места, размеры сохраняются, если, конечно, при этом металл не подвергается действию дополнительных нагрузок. Объясняется это тем, что структура указанных металлов в околошовных зонах остается стабильной и при сварке не претерпевает превращений. Напротив, конструкции из многих низколегированных сталей, которые имеют относительно низкий температурный интервал распада аустенита, ведут себя иначе после сварки в околошовных зонах распад остаточного аустенита происходит длительное время (в течение суток, недель и месяцев) с резко выраженным затуханием. Изменение структуры в рассматриваемом случае, ее разуплотнение приводят к образованию добавочных собственных напряжений, в результате чего сварная конструкция меняет свои размеры, деформируется с течением времени даже при отсутствии действия на нее внешних нагрузок. Деформирование сварных конструкций в функции времени зависит главным образом от структурных процессов в швах и околошовных зонах, определяемых преимущественно составом основного и присадочного металла. [c.187]

К основным физическим процессам при сварке плавлением относятся электрические, тепловые, механические процессы в источниках нагрева плавление основного и электродного (присадочного) металла, их перемешивание, формирование и кристаллизация сварочной ванны ввод и распространение тепла в свариваемом соединении, приводящее к изменению структуры металла в шве и зоне термического влияния и образованию собственных сварочных деформаций и напряжений. [c.19]

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]

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке . [c.6]

Образование собственных напряжений происходит в результате неравномерного распределения температуры в изделии и пластических деформаций, возникающих при этом. Собственные напряжения в некоторых случаях обусловливают образование трещин в процессе сварки. Наиболее часто появляются горячие трещины в период остывания швов при температурах, близких к Т солидуса. Образование этих трещин происходит вследствие малой пластичности металла при указанных температурах. Наиболее часто горячие трещины возникают при сварке малоуглеродистых и нержавеющих сталей. [c.912]

При газовой сварке металла толщиной свыше 3 мм нахлесточное соединение применять нежелательно, так как в результате больших собственных напряжений возникают значительные деформации, которые при жестком закреплении свариваемых деталей могут привести к образованию трещин. [c.15]

Нахлесточным называется такое сварное соединение (рис. 2,6), в котором свариваемые элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга. При газовой сварке металла толщиной свыше 3 мм нахлесточное соединение применять нежелательно, так как в результате больших собственных напряжений возникают значительные деформации, которые при жестком закреплении свариваемых деталей могут привести к образованию трещин. [c.11]

ХРУПКОСТЬ — способность тел разрушаться без заметной пластической деформации. Переход твердого тела из пластического состояния в хрупкое определяется следующими основными факторами температурой, скоростью нагружения, концентрацией напряжений. Процесс сварки, способствуя развитию в металле закалочных явлений, образованию собственных напряжений, а также высокой их концентрации, обусловленной резкими изменениями поперечных сечений или дефектами сварных соединений, может приводить в ряде случаев к значительному повышению X. [c.177]

Процесс сварки обычно сопровождается неравномерным нагревом, расширением металла и пластическими деформациями, что приводит к образованию собственных деформаций и напряжений. Собственные напряжения создают так называемые внутренние усилия в деталях и конструкциях под действием этих сил могут возникать значительные перемещения отдельных точек сварных конструкций вследствие их укорочения, изгиба, закручивания и т. п. . , [c.139]

I. ОБРАЗОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ И СОБСТВЕННЫХ НАПРЯЖЕНИИ ПРИ СВАРКЕ [c.110]

При сварке происходит местный разогрев детали источником тепла. Образование высоких температур и последующее интенсивное охлаждение сопровождаются изменением объема металла вследствие фазовых превращений, изменением структуры, а также упруго-пластических деформаций, создающих в изделиях собственные напряжения и изменения формы. [c.111]

Наиряжеиня называются собственными, если они существуют при отсутствии внешних сил. В сварных конструкциях различают собственные напряжения температурные, возникающие в процессе сварки, и остаточные — после полного остывания изделия. Остаточные напряжения возникают в результате неоднородной пластической деформации в период остывания конструкцип после сварки, а также вследствие фазовых превращений. Влияние последних отсутствует для аустенитных сталей, незначительно для малоуглеродистых сталей, может быть большим для углеродистых и других сталей, если распад аустенита сварного соедипе-иия происходит прп невысоких температурах. Остаточные напряжения в неблагоприятных случаях могут явиться причиной образования трещин в швах II в околошовных зонах. Образование трещин предупреждается главным образом применением рационального технологического процесса. [c.66]

Сварка сопровождается сложными процессами упругой и пластической деформации. Напряжения, возникающие в результате колебания размеров, связанных с расширением и усадкой шва, усугубляются изменением структуры металла в околошовной зоне. Возникающие в процессе распада аустенита структурные составляющие имеют по сравнению с аустенитом не только больший удельный объем, но и обладают весьма низкой деформационной способностью. Эти процессы протекают во время охлаждения при сравнительно низких температурах и сопровождаются значительным разупрочнением стали и потерей пластичности, что может привести к нарушению физической сплошности металла и образованию микро- и макротрещин. Наряду с этим в процессе производства оварной конструкции в результате релаксации собственных напряжений она деформируется. [c.29]

При сварке образование остаточных напряжений в металле в некоторых случаях происходит от нескольких прич1ин. При сварке легированных сталей собственные остаточные напряжения возникают от термопластических деформаций, имеющих место в период нагрева и остывания деталей. Кроме того, при сварке указанных сталей имеют место структурные превращения. Таким образом, остаточные напряжения в этом случае являются следствием двух источников термопластических деформаций и структурных превращений. [c.86]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...