Напряжения, вызываемые сваркой Уменьшение

Чугун обладает низкими механическими свойствами и при сварке чугунных деталей сложной конфигурации температурные напряжения вызывают трещины. Предварительный нагрев указанных деталей производится для уменьшения температурных напряжений и предупреждения образования трещин. [c.316]

Для облегчения повторных возбуждений дуг с высоким потенциалом ионизации дугового газа используют осцилляторы и специальные генераторы импульсов, повышающие напряжение на электродах после перехода тока дуги через нулевые значения. На возбудившейся дуге в течение всего полупериода тока устанавливается постоянное напряжение, и она горит устойчиво. При использовании в качестве электродов металлов с различной температурой кипения дуга приобретает выпрямляющее свойство, отрицательно влияющее на формирование сварных швов и работу источников питания. Это свойство выражается в различии величин напряжения и тока дуги в соседних полупериодах (рис. 2-6). Так, при сварке алюминия вольфрамовым электродом в среде аргона напряжение дуги длиной 4 мм в тот полупериод, когда катодом является вольфрам, равно 12 В. В другом полупериоде, когда катодное пятно располагается на алюминиевом изделии, напряжение повышается до 22 В. Это вызывает соответствующее уменьшение тока. [c.43]

Сварочные напряжения возникают в результате неравномерного нагрева и остывания металла в процессе сварки. При перемещении источника тепла вдоль шва металл в зоне наплавки интенсивно нагревается. Смежные участки металла, обладая более низкой температурой, препятствуют расширению нагретого металла и создают в нем напряжения сжатия. При остывании в наплавленном слое возникают остаточные напряжения растяжения, так как окружающий металл тормозит уменьшение его объема. Величина этих напряжений иногда достигает предела текучести металла. При сварке заготовок из низкоуглеродистых сталей возникают в основном остаточные напряжения первого рода, а при сварке заготовок из закаливающихся сталей — напряжения всех трех родов. Сварочные напряжения вызывают остаточные деформации в сварной конструкции, величина которых может быть значительно больше допуска на размеры изделия. Действие сварочных напряжений необходимо учитывать при изготовлении технологической оснастки, так как от этого зависит точность обрабатываемых заготовок и сборки. Сварочные напряжения могут быть уменьшены правильным конструированием изделия, рациональным выбором режима сварки, а также последующей термической обработкой. [c.99]

Размеры и положение швов также влияют на величину деформаций при сварке. Наибольшие деформации вызывают длинные швы, швы с большим сечением, а также швы, расположенные несимметрично относительно главных осей сечения свариваемого профиля (рис. 55). Чем сложнее форма детали, чем больше в ней различных швов, тем скорее можно ожидать появления деформаций и напряжений при сварке. При односторонней наплавке плоских деталей уменьшение глубины и площади проплавления основного металла резко уменьшает коробление изделия. [c.126]

Непровар, являясь следствием недостаточного нагрева свариваемой точки, вызывается а) понижением силы тока из-за падения напряжения в сети, ослабления или загрязнения контактов в первичной или сварочной цепи, или ввода в контур машины больших магнитных масс б) чрезмерным шунтированием тока через соседние точки при слишком близком их расположении или нерациональной последовательности сварки, через случайные контакты между деталями или при касании свариваемых деталей с боковой поверхностью электродов в) уменьшением сопротивления на участке цепи между электродами вследствие недопустимого увеличения контактной поверхности электродов или чрезмерного увеличения давления, не компенсированного соответствующим увеличением времени сварки или силы тока г) увеличением толщины свариваемых деталей сверх предусмотренных допусков ц) уменьшением времени сварки [c.373]

Основным назначением закрепления при сварке является уменьшение угловых деформаций вследствие поворота свариваемых деталей друг относительно друга. В то же время наличие закрепления не должно препятствовать поперечной усадке стыка и вызывать тем самым появление значительных реактивных напряжений, могущих привести к разрушению изделия [c.65]

В работе исследовали влияние параметров технологического процесса — времени, температуры и давления прессования. Для улучшения диффузионной связи между слоями бериллиевой фольги прокладывали фольгу из алюминия. Структура зоны диффузионной сварки показана на рис. 55. Наиболее часто встречающимся дефектом композиционного материала является расслоение образцов вследствие термических напряжений. При уменьшении расстояния между волокнами до значений, меньших некоторого критического, или при перекрытии волокон наблюдается их разрушение в процессе диффузионной сварки. Хотя в работе [35] и не было получено удовлетворительных образцов композиционного материала, эта работа все же определила направление дальнейших исследований. В работе [33] была исследована возможность получения композиций на основе бериллия методом жидкофазной пропитки. В этих экспериментах прутки-полуфабрикаты, полученные пропиткой углеродных жгутов алюминиевым расплавом, погружали в ванну жидкого бериллия. Структура образцов до и после обработки жидким бериллием показана на рис. 56 и 57. Установлено, что выдержка в расплавленном бериллии в течение 15—30 с прутков-полуфабрикатов на основе волокон Торнел-75 вызывает травление углеродных волокон и приводит к заметному уменьшению площади их поперечного сечения. В то же время выдержка в течение 5 с в жидком бериллии не покрытых алюминием углеродных волокон Геркулес приводит почти к полному растворению волокон (рис. 57). [c.413]

Подрезом называется местное уменьшение толщины основного металла у границы шва. Наиболее часто подрезы образуются в угловых соединениях и при сварке многослойных швов. Реже — при сварке однослойных стыковых швов. В большинстве случаев подрез появляется при значительно повышенном напряжении на дуге или из-за плохо выполненной сварки. Образование подрезов при сварке стыковых швов без разделки связано с плохим растеканием части металла шва, усиливающим шов. Подрез вызывает уменьшение сечения основного металла и приводит к резкой концентрации напряжений, когда он расположен перпендикулярно к направлению главных напряжений, действующих на сварное соединение. Если глубина подреза превышает 1— 2 мм (в зависимости от толщины основного металла), то дефектный участок заваривают. При меньшей глубине подрез следует зачистить механическим способом. [c.185]

Каркасом котла называют металлическую конструкцию, воспринимающую вес барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, площадок и лестниц и других элементов котельного агрегата и передающую его на фундамент. Каркас современного котла большой паропроизводительности (рис. 3-22) имеет очень сложную конструкцию и состоит из вертикальных колонн, соединяющих их горизонтальных ферм, балок и диагональных связей. Верх колонн соединяют опорная балка и потолочное перекрытие котла. Все элементы каркаса — колонны, фермы, балки и связи соединяют сваркой. Нижняя часть колонн имеет опорные башмаки, передающие вес котла на фундамент. Башмаки жестко прикрепляют к фундаменту и заливают бетоном. Весовая нагрузка котла вызывает сжатие и изгиб элементов каркаса. Кроме того, каркас испытывает напряжения при расширении от нагревания. Для уменьшения нагревания колонн оставляют просвет между ними и обмуровкой. [c.72]

В сварных деталях внутренние напряжения образуются вследствие их неравномерного нагрева и остывания во время сварки. В момент перемещения источника тепла в виде электрической дуги или газового пламени происходит сильный (до 1600 ) нагрев основного и наплавляемого металла в зоне наплавки, причем тепло, а следовательно и температура, распределяется неравномерно Участки металла, окружающие зону высоких температур, обладая более низкой температурой, препятствуют свободному расширению металла в зоне высоких температур и тем самым создают в этой зоне напряжения сжатия, которые, так как металл в зоне наплавки находится в пластическом состоянии, вызывают в нем значительные пластические деформации После остывания в зоне наплавки вместо напряжений сжатия образуются остаточные напряжения растяжения, так как свободному уменьшению объема охлаждающегося металла этой зоны мешают связанный с ним остальной металл детали. Отличительными особенностями сварных деталей являются остающиеся после полного их остывания внутренние напряжения и остаточные температурные деформации. [c.237]

Заметное влияние на форму ванны жидкого металла оказывает также напряжение сварки. С увеличением напряжения улучшается форма ванны жидкого металла и, таким образом, повышается стойкость металла щва против образования осевых трещин. Форма ванны при этом улучшается вследствие увеличения ширины шва (см. рис. 124) и уменьшения глубины металлической саниы. Повышение напряжения сварки вызывает некоторое снижение тока и уменьшение глубины металлической ванны. [c.258]

В результате сварки возникают продольные внутренние напряжения, которые вызывают изгиб пластины, таврового или стыкового соединения относительно продольной оси сварного соединения. Усадка от продольных швов, расположенных симметрично центру тяжести сечения, вызовет уменьшение длины изделия. При сварке металла толщиной 5—16 мм усадка составит 0,05—0,3 мм на 1 пог. м шва. [c.165]

При сварке изделий невозможно полностью избежать остаточных деформаций и напряжений. Поэтому борьбу с ними необходимо осуществлять на разных стадиях изготовления сварной конструкции до сварки (на стадии проектирования конструкции и технологии производства), во время и после сварки. Газовая сварка дает большую зону нагрева по сравнению с другими видами сварки, поэтому она вызывает и большие деформации свариваемых изделий. Для уменьшения деформаций при газовой сварке необходимо стремиться к равномерному распределению объема наплавляемого металла, более равномерному нагреву детали при сварке, а также применять определенный порядок наложения швов. [c.118]

Вторичной причиной возникновения напряжений и деформаций при сварке является усадка металла шва при переходе из жидкого состояния в твердое. Усадкой называется уменьшение объема металла при его остывании. Усадка металла вызывает продольные и поперечные деформации. [c.74]

В то же время различные меры борьбы с деформациями оказываются эффективными лишь при определенных условиях. Наиболее часто для предотвращения сварочных деформаций или уменьшения их применяют закрепления свариваемых деталей, которые вызывают появление в процессе сварки остаточных деформаций растяжения и поэтому могут понизить общие напряжения свариваемого изделия. Однако как показала практика использования этого способа, закрепления не могут заметно снизить сварочные деформации, если специальными средствами не обеспечить усиленный теплоотвод из свариваемого изделия в оснастку. [c.387]

Непровар уменьшает сечение шва и вызывает значительную концентрацию напряжений, что иногда может привести к образованию трещины (см. рис. 6-35). Непровар по толщине свариваемого металла может быть вызван неправильным выбором режима сварки, не предусматривающим достаточный запас глубины проплавления, или нарушением режима сварки в процессе вьшолнения данного шва (главным образом уменьшением силы тока). Причиной не- [c.268]

Временные и остаточные напряжения. Временные напряжения могут вызвать разрушение сварного соединения в процессе сварки или образование в нем технологических дефектов (см. в разд. 1.5). Остаточные растягивающие напряжения создают в металле запас энергии, который может способствовать разрушению металла. Они также вызывают ускорение коррозионных процессов. Связанные с ними пластические деформации приводят к уменьшению пластичности соединения. Суммируясь с рабочими напряжениями, остаточные напряжения ухудшают работоспособность конструкции сжатые элементы могут потерять устойчивость в элементах, функционирующих при переменных нагрузках, снижается предел выносливости в элементах, работающих на изгиб, уменьшается жесткость сечения за счет перехода его части в пластическое состояние. [c.53]

Структурные превращения вызывают растягивающие и сжимающие напряжения в связи с тем, что они в некоторых случаях сопровождаются изменением объема свариваемого металла. Например, у углеродистых сталей при нагреве происходит образование аустенита из феррита этот процесс сопровождается уменьшением объема. При больших скоростях охлаждения высокоуглеродистых сталей аустенит образует мартенсит-ную структуру, менее плотную, чем аустенит этот процесс сопровождается увеличением объема. При сварке низкоуглеродистой стали напряжения, возникающие от структурных превращений, небольшие и практического значения не имеют. Стали, содержащие более 0,35% углерода, и большинство склонных к закалке легированных сталей дают значительные объемные изменения от структурных [c.60]

Уменьшения внутренних напряжений достигают следующими мерами. Длинные швы выполняют обратноступенчатым способом на проход (рис. 53, о). Многослойную сварку выполняют каскадным способом или горкой. При этом хорошие результаты дает послойная проковка шва (кроме первого и последнего слоя). Швы накладывают с таким расчетом, чтобы последующий шов вызывал деформации, обратные возникшим от предыдущего шва (рис. 53, -б, в). Последовательность выполнения швов должна допускать свободную деформацию элементов конструкций. Например, при сварке настила из нескольких листов следует в первую очередь выполнять швы, соединяющие листы полос, и лишь затем швы, соединяющие эти полосы между собой (рис. 54). [c.60]

У сталей, склонных к образованию закалочных структур, резкое охлаждение сварного шва и околошовной зоны вызывает значительные внутренние напряжения и даже появление трещин в наплавленном металле. Для уменьшения разности температур в изделии и обеспечения медленного охлаждения применяют предварительный подогрев изделия. При сварке в условиях низких температур такой подогрев обязателен даже для низкоуглеродистых сталей. [c.61]

Особенности сварки цветных металлов и их сплавов обусловлены их физико-механическими и химическими свойствами. Температуры плавления и кипения цветных металлов невысокие, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. Если сваривают сплав металлов, то перегрев и испарение его составляющих может привести к образованию пор и изменению состава сплава. Способность цветных металлов и их сплавов легко окисляться с образованием тугоплавких оксидов значительно затрудняет процесс сварки, загрязняет сварочную ванну, снижает физико-механические свойства сварного шва. Ухудшению качества сварного соединения способствует также повышенная способность расплавленного. еталла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), что приводит к пористости металла щва. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность цветных металлов и их сплавов вызывают необходимость повышения теплового режима сварки и предварительного нагрева изделия перед сваркой. Относительно большие коэффициенты линейного расширения и большая линейная усадка приводят к возникновению значительных внутренних напряжений, деформаций и к образованию трещин в металле шва и околошовной зоны. Резкое уменьшение механической прочности и возрастание хрупкости металлов при нагреве могут привести к непредвиденному разрушению изделия. [c.129]

Непровар вызывается недостаточным нагревом деталей при сварке. Возможные причины непровара а) уменьшение тока из-за падения напряжения в питающей машину сети, введения в контур машины магнитной стали или ослабления и загрязнения (окисления) контактов первичной и в особенности вторичной цепи машины [c.155]

Подкладные кольца облегчают сборку труб под сварку, но обусловливают снижение надежности работы трубопроводов в эксплуатации, так как выточка внутри трубы под кольцо (в целях уменьшения сопротивления движению рабочей жидкости) создает подрез трубы в зоне сварного соединения и концентрацию напряжений. Кроме того, имели место отрывы потоками пара и воды подкладных колец, что вызывало аварии. [c.174]

Прогибы оболочек вызывают напряжения изгиба поперек шва внутри — растягивающие, снаружи — сжимающие. Происходит также уменьшение растягивающих напряжений в шве. Сокращение оболочек от кольцевых швов возникает также после приварки кольцевых элементов жесткости дуговой или контактной сваркой. [c.162]

Жесткое закрепление свариваемых деталей. Детали укрепляют так, чтобы они в процессе сварки не могли деформироваться. Деталь освобождается после охлаждения швов. Этот способ хотя и уменьшает деформации, но вызывает появление внутренних напряжений, остающихся после сварки. Поэтому при пользовании им следует применять какие-либо другие способы уменьшения напряжений, например подвергать деталь последующей термообработке. [c.91]

Как указывалось выше, при сварке и термической обработке массивных деталей в глубине металла возникают объемные напряжения. Их уменьшение происходит в значительной мере из-за пластических деформаций и релаксации напряжений в приповерхностных слоях, а не в глубине металла. Ползучесть металла на поверхности вызывает перераспределение напряжений, и происходит их снижение во всем объеме тела. Следует, однако, иметь в виду, что максимальные напряжения в областях с объемным напряжен- [c.238]

Необходимо отметить, что увеличение скорости сварки вызывает уменьшение коэффициента формы шва f (см. в табл. 2.6). Это способствует неблагоприятной ориентации легкоплавких прослоек, расположенных на границах первичных кристаллитов (дендритов), по отношению к главным растяги-ваюш им напряжениям. [c.43]

Ненровар представляет собой отсутствие расплавления основного металла и соединения свариваемых элементов по их толщине. Такой вид непровара называется непроваром в корне шва или по сечению. Бывает ненровар по кромкам разделки или между слоями шва, когда нет соединения между металлами основным и шва и между отдельными слоями при многослойной сварке. Непровар в корне шва образуется из-за уменьшения сварочного тока, увеличения напряжения на дуге или скорости сварки, уменьшения скорости сварки (расплавленный металл сварочной ванны затекает вперед на холодный основной металл и не сплавляется с ним), неточного направления электрода по оси разделки, неправильного возобновления процесса сварки после смены электрода. Непровар по кромке является следствием изменения формы шва из-за уменьшения напряжения или увеличения скорости сварки, что приводит к несовпадению формы шва или слоя с формой разделки. Этот вид непровара вызывается недостаточно точным направлением электрода по отношению к свариваемым кромкам, неправильной последовательностью наложе -ния слоев при многослойной сварке, большой шириной [c.184]

Продольные сварочные напряжения вызывают деформацию продольной оси элемента (рис. 3, а и 6), уменьшение продольных размеров при сварке узких полос (рис. 3,в) и искривление кромок при сварке широких полос (рис. 3,г). Поперечные сварочные напряжения вызывают перемещение свариваемых элементов в направлении к оси шва и уменьшение общей ширины деталей (Анач>Лкон). Несимметричное поперечное сечение металла шва приводит к изменению угла сопряжения свариваемых элементов (рис. 3, 5 и е) или образованию грибо-видности в полках тавровых соединений (рис. 3,ж). [c.294]

Данная глава посвящена в основном общему рассмотрению дефектов Сварки и методов коптр оля, позволяющих избежать серьезных дефектов, которые могут оказать значительное влияние на сопротивление усталости и общую прочность конструкций. Дефекты сварки вызывают резкое изменение поперечного сечения, приводящее к концентрации напряжений, и Поэтому понижают сопротивление усталости и ухудшают другие характеристики стали, особенно пластичность и вязкость. Некоторые дефекты сварки, возникающие в результате отклонений от предписанной технологии, могут оказывать весьма неблагоприятное влияние на характеристики прочности конструкции даже в тех случаях, когда эти дефекты пе приводят к заметному уменьшению площади поперечного Сечения элемента конструкции в месте соединения. [c.76]

Отклонение столба дуги происходит в сторону, обратную движению электрода. Вследствие этого с возрастанием скорости сварки растет отклонение сварочной дуги от оси электрода. Наклон дуги в сторону, обратную движению электрода, вызывает некоторое увеличение горизонтальной составляющей давления дуги на расплавленную ванну, а значит, и оттеснение ванны из-под оси электрода. Поэтому глубина проплавления основного металла растет (рис. 76). Но так как увеличение скорости сварки при той же мощности дуги обусловливает пропорциональное уменьшение погонной энергии (энергии, выделенной на единицу длины шва), то при дальнейшем увеличении скорости сварки картина изменяется глубина проплавления начинает убывать. Величина скорости сварки, при которой изменяется характер влияния на глубину провара, зависит от диаметра электрода, напряжения и силы тока в дуге, наклона электрода и т. д. и лежит в пределах около 30— 40 м/ч. Ширина проплавления с увеличением скорости саарки непрерывно падает (рис. 77), причем в относительно больших размерах, чем глубина провара. Поэтому коэффициент формы проплавления шва с увеличением скорости сварки снижается. Вследствие уменьшения ширины проплавления увеличивается высота шва, а зна- чит, коэффициент формы усиления снижается. Но доля участия основного металла в шве с возрастанием скорости сварки непрерывно растет. [c.160]

Медь обладает почти в шесть раз большей теплопроводностью, чем сталь, поэтому при сварке металл разогревается на большой ширине, что вызывает значительные коробления и напряжения в швах. В сгязи с этим рекомендуется сварку меди выполнять без прихваток, мощность наконечника горелки выбирать из расчета 200 л час на 1 мм свариваемой толщины, поверхность свариваемой меди укрывать асбестом для уменьшения теплоотвода. Для ускорения нагрева можно применять двух- и трехпламенные горелки, а сварку крупных изделий могут выполнять несколько сварщиков одновременно. [c.99]

Изменение напряжения на дуге оказывает влияние на коэффициенты наплавки и расплавления, площади наплавки и прославления, химический состав и механические свойства металла щва. Как и при других способах сварки, увеличение напряжения на дуге вызывает уменьшение коэффициентов расплавления и наплавки. При повышении напряжения незначительно снижается глубина проплавления и увеличивается ширина шва. Это приводит к незначительному снижению доли электродного мг-талла в шве. В связи с изменением соотношения доли электродного и основного металла в шве изменяется и химический состав металла шва. С увеличением напряжения усиливается выгорание кремния и марганца, а содержание углерода увеличивается. Изменение химического состава в свою очередь влияет на механические свойства металла шва. Помимо этого на химический со-с в еталла шва оказывают влияние содержание вред- азов в металле шва, скорость охлаждения расплав-металла и др. Установлено, что с увеличением на-1ия снижаются нластические свойства (относитель-Синение и сужение) и ударная вязкость металла шв ределы прочности и текучести также несколько по-н-нйшются. Основной причиной этого является наличие в м 1 е шва растворенных газов (кислорода и азота). 0 ж 1ение содержания кислорода и азота происходит при увеличении напряжения, т. е. при удлинении дуги. Вредные газы при удлиненной дуге легче попадают в сварочную ванну и дольше взаимодействуют с каплями электродного металла. [c.17]

К, для арсенида галлия с никелевым покрытием граница несвариваемости 773—873 К. Диффузионное соединение кремния и германия с молибденом и вольфрамом через алюминиевое покрытие производят ниже температуры эвтектики при 773—823 К для кремния и 643—673 К для германия. При диффузионной сварке полупроводниковых кристаллов с металлами усилие сжатия (одноосное сжатие) приводит к упругой деформации с непрерывным движением и размножением дислокаций, которые наиболее благоприятно ориентируются относительно приложенного напряжения. В алмазоподобных кристаллах скольжение происходит преимущественно в плоскости октаэдра, образуя линии скольжения. Для уменьшения неоднородности деформации кристаллов усилие сжатие не должно вызывать степень деформации более 3—4% и его сохраняют до полного охлаждения диффузионного соединения. Исследованиями установлено, что подвижность [c.236]

Непровары площадью более 0,5 мм и раскрытием более 1 мкм существенно снижают прочность и особенно усталостные характеристики сварных соединений. Исследованиями установлено, что прочность сварного соединения зависит от величины площади, раскрытия непроваров и их количества в зоне стыка. Например, при сварке образцов из стали 20ХГСА предел прочности уменьшился примерно в 9 раз после уменьшения при прочих равных условиях давления сжатия в 5 раз, что обусловлено значительным увеличением размеров непроваров. Другой пример возрастание числа непроваров в зоне сварного соединения образцов из стали 45 в 2,5 раза привело к уменьшению предела прочности примерно вдвое. Недопустимость непроваров связана также с тем, что они могут быть зародышами трещин, развивающихся при приложении нагрузки. Очень опасны дефекты, выходящие на наружную поверхность изделия, например, сквозные трещины (течи). В дефекты такого рода могут развиться макро- и микротрещины, что приведет к попаданию внутрь зоны соединения загрязнений, появлению разрушающих напряжений и распространению трещины. Трещины вызываются либо чрезмерной величиной скоростей нагрева и охлаждения, сжимающего усилия, температуры нагрева, либо неправильной конструкцией свариваемых деталей или конфигурацией свариваемых поверхностей, приводящих к значительным внутренним напряжениям. Трещины возникают также вследствие резкого различия коэффициентов теплового расширения соединяемых материалов. [c.242]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...