Распределение сварочных напряжений в сварных соединениях

Остаточные сварочные напряжения. Распределение остаточных напряжений в сварных соединениях разнородных сталей непосредственно после сварки не отличается от обычно наблюдаемого в однородных сварных соединениях (рпс. 7). Основным источником возникновения сварочных напряжений является в обоих случаях неравномерность разогрева изделия и жесткость соединяемых деталей. Различие характеристик термического расширения может не учитываться при оценке поля остаточных напряжений в изделии. В связи с этим сварные соединения из разнородных сталей, не подвергающиеся отпуску поело сварки и работающие прп комнатной иди сравнительно умеренных температурах до 200—300°С (в зависимости от жесткости изделия), могут рассматриваться как обычные сварные конструкции из однородных сталей с неснятыми сварочными напряжениями. [c.200]

Влияние остаточных сварочных напряжений. Распределение остаточных сварочных напряжений в продольных, тавровых и пересекающихся сварных швах замеряли с помощью пружинных датчиков деформации полученные результаты графически представлены на рис. 6, а — в. Максимальное растягивающее напряжение было почти равным Сто,2 основного металла независимо от типа сварного соединения [5]. [c.133]

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]

Деформации, напряжения и перемещения относятся к сопутствующим сварочным процессам, оказывающим отрицательное воздействие на конструкцию в процессе ее изготовления и в последующем, снижая ее эксплуатационные характеристики, ухудшая качество. Так, напряжения в сварной конструкции уменьшают величину усталостной прочности, особенно если в сварном соединении имеется концентратор напряжений. В реальных конструкциях роль надреза, т. е. концентратора напряжений, может выполнять непровар, трещина и т. п. Форма шва также определяет характер распределения напряжений наличие усиления сверху и снизу шва вызывает в месте перехода от шва к основному металлу концентрацию напряжений. [c.498]

Рис. 17,8. Схема процесса а и распределение остаточных сварочных напряжений стали СтЗ б в сварном соединении

С целью выяснения причины такого характера изменения v в сварном стыковом соединении исследовали распределение сварочных напряжений и изучали механические свойства наплавленного металла сварного шва, зоны термического влияния и основного металла. [c.204]

Характерной и отличительной особенностью напряженного состояния сварных соединений закаливающихся сталей с феррит-ным или аустенитным швом является возникновение сложного распределения продольных сварочных напряжений (рис. 6-17) это распределение характеризуется наличием сравнительно высоких напряжений сжатия в участке зоны на границе со швом и [c.245]

Более совершенен расчет стойкости сварных соединений против образования XT, основанный на сопоставлении действительного структурно-водородного и напряженного состояния с критическим. Такой расчет на ЭВМ по программе, включающей решение тепловой задачи, расчет структуры, распределения диффузионного водорода, сварочных напряжений выполняется в соответствии с зависимостями (13.2)...(13.4), (13.11), (13.12). Программа позволяет оценить выбранные материалы, конструктивный и технологический варианты изготовления сварных узлов. С помощью программы могут быть составлены технологические карты свариваемости, наглядно иллюстрирующие развитие физических процессов, ответственных за образование трещин, в зависимости от температуры подогрева ТП. Карты позволяют определить необходимую температуру подогрева и допустимое [c.537]

Для установления возможности создания благоприятных физико-механических свойств металла и повышения работоспособности сварного соединения проводили исследование влияния различных вариантов сочетаний видов сварки, сварочных материалов и свариваемых сталей, технологических режимов сварки, термообработки, дополнительных напряжений на распределение электродных потенциалов в зонах сварного соединения, а также на изменение микро- и макронапряжений, структуру, микротвердость. [c.237]

Коррозионно-усталостные трещины также развиваются на внутренней поверхности сварных соединений, но отличаются характером распределения и незначительной разветвленностью. В зависимости от уровня действующих напряжений и интенсивности протекания коррозионных процессов трещины (в поперечном сечении) могут быть ориентированы по рискам, сварочным дефектам, следам механической обработки металла. [c.101]

Так, например, на сопротивление усталости сварного соединения кроме абсолютных размеров, концентрации напряжений и состояния поверхност и влияют механические свойства металла шва, околошовной зоны и основного металла, распределение остаточных напряжений, дефекты сварки (непровары, неметаллические включения, сварочные трещины и т. д.). Эти факторы, в свою очередь, зависят от материала электродов и обмазки, от свойств основного металла, от технологии сварки, от квалификации сварщика, от методов контроля и выбраковки дефектных изделий и т. д. [c.277]

Кроме того, подогрев делает более равномерным распределение температур при сварке и обеспечивает этим снижение уровня остаточных сварочных напряжений. При этом усадку воспринимают более широкие зоны с хорошей способностью к пластической деформации, вследствие чего уменьшается опасность хрупкого разрушения. Подогрев уменьшает скорость охлаждения металла шва и основного металла в зоне термического влияния. Это способствует полному разложению аустенита с образованием более стабильных структур, в результате чего пластичность сварного соединения и его технологическая прочность повышаются. [c.116]

Структурные изменения приводят при отпуске к снижению твердости и более равномерному распределению ее значений в зоне сварного соединения (рис. 3-35), при этом повыщается пластичность и ударная вязкость металла. Уровень остаточных сварочных напряжений снижается на 70—80% (рис. 5-1). [c.208]

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]

Для повышения прочности сварных соединений (равномерного распределения напряжений в шве) прутки при сварке укладывают в определенном порядке. На рис, 131, а дана примерная схема последовательности укладки прутков при Х-образном соединении. Прутки укладывают попеременно с одной и с другой стороны заготовки, а, кроме того, во избежание коробления винипласта наплавление прутка производят последовательно в двух противоположных направлениях. Последовательность укладки прутков при выполнении У-образного шва показана на рис. 131, б. Если сварка ведется с предварительной укладкой корневого прутка, то для упрочнения сварного соединения дополнительно заваривают винипласт со стороны выступающей части корня. Для этого со стороны корня с помощью разметочного резца, имеющего закругленную вершину, делают небольшую У-образную канавку, которую затем заполняют сварочным прутком. [c.233]

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]

В данной главе приводятся также общая характеристика прочности и распределение напряжений в сечениях для швов различных типов. Эти сведения могут быть полезными при проектировании сварных соединений. Подробнее о распределении напряжений в сварных швах изложено в работе [161 значения концентраций напряжений приведены в [1, 161 теоретическому определению сварочных напряжений посвящены монография (161 общим вопросам проектирования сварных конструкций — работа [22]. Перечисленные вопросы представляют интерес при оценке усталостной прочности соединений в случаях, если они подвергаются многацикловым нагружениям [1, 26]. [c.363]

Другой не менее важной задачей повышения работоспособности сварного соединения (кроме исключения остающегося подкладного кольца) является уменьшение площади поперечного сечения сварного шва. Это может быть достигнуто путем уменьшения угла скоса кромок стыкового соединения, что позволяет снизить общий уровень остаточных сварочных напряжений и обеспечить более равномерное их распределение по сечению стенки трубы. В последнее время институтами Оргэнергострой и ЦНИИТМАШ были проведены исследовательские работы в этом направлении. Так, в 1963 г. для главных паропроводов диаметром 273x62,5 мм из стали 12Х1МФ блоков 300 тыс. квт была разработана конструкция монтажного стыка с У-образной разделкой кромок при об- [c.85]

При сварке в соединениях трубопроводов и поверхностей нагрева возникают внутренние напряжения. Они обусловлены усадкой металла шва в процессе кристаллизации, неравномерностью распределения температур в зоне сварного соединения и жесткостью свариваемого узла. Остаточные сварочные напряжения отрицательно влияют на надежность работы конструкции. Уровень этих напряжений может иногда быть очень высоким и достигать величины предела текучести свариваемой стали, т. е. 25—35 кгс1мм . [c.205]

Остаточные сварочные напряжения оказывают различное влияние на прочность сварных конструкций в зависимости от вида действующей на них нагрузки, а также от величины и характера распределения этих напряжений. При статической нагрузке остаточные напряжения не оказывают влияния на прочность конструкций только в тех случаях, когда металл сохраняет спо10об ость пластически деформироваться. Особенно сильно проявляется действие остаточных. напряж1ений в условиях, способствующих возникновению хрупкого разрушения сварного соединения. Хрупкое разрушение происходит в результате неблагоприятного сочетания трех факторов копцентрации напряжений, остаточных напряжений и температуры. [c.120]

Электрошлаковая сварка позволяет сваривать металл практически неограниченной толщины (1000 мм и более) без скоса кромок за один проход электрода. Сварное соединение содержит минимальный объем апектродного материала. Скорость электрошлаковой сварки в несколько раз превышает скорость автоматической сварки под флюсом и в десятки раз — скорость ручной дуговой качественным электродом. Сварное соединение, выполненное электрошлаковой сваркой, по своей структуре выгодно отличается от соединения электродуговой сварки равномерным распределением нанлавленного металла в зазоре и его небольшим объемом, значительно уменьшающими усадку шва и внутренние напряжения. Процесс обеспечивает достаточно глубокий и равномерный в поперечном сечении шва прогрев основного металла и резко уменьшает опасность закалки и появления трещин Б переходных зонах. Сварочная ванна надежно защищена слоем жидкого активного шлака. Благодаря этому металл шва однороден и полностью отсутствуют шлаковые и газовые включения. Над изделием находится один и тот же объем расплавленного шлака, его расход определяется заполнением зазора между поверхностью шва и ползу- [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...