Сварка и свариваемые материалы Т.1

Раздел ГРНТИ: Сварка
Под ред. Э.Л. Макарова
Металлургия, 1991 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Сварка и свариваемые материалы Т.1

4.2.1.   Изменение размеров разделки кромок при сварке

Перемещения кромок свариваемых деталей в направлении поперек шва происходят за счет местного расширения металла вблизи сварочного источника и поперечной усадки уже заваренного и остывающего участка шва. В случае электрошлаковой сварки, когда поперечная усадка составляет несколько миллиметров, а шов до нескольких метров длины, перемещения кромок могут привести к прекращению процесса сварки либо за счет увеличения зазора и вытекания сварочной ванны, либо за счет полного закрывания зазора и невозможности подачи присадочной проволоки. В тех случаях, когда не происходит полной остановки сварочного процесса, возможно существенное изменение качества сварки, так как при изменении сварочного зазора изменяются состав и свойства шва. При дуговой сварке возможно также появление непроваров и натеков металла в корне шва. Продольная усадка часто вызывает искривление свариваемых пластин в плоскости (серповидность) и потерю устойчивости. При этом взаимные перемещения кромок в плоскости свариваемых пластин и в направлении толщины суммируются с погрешностями формы свариваемых кромок и погрешностями при сборке и могут приводить к невозможности сварки и снижению качества сварного шва. Значительные перемещения кромок в направлении толщины пластин наблюдаются при сварке тонколистовых конструкций малой жесткости.
4.2.2.   Изменение формы и размеров конструкции
Искажения, вызванные наложением сварных швов, ухудшают внешний вид, а иногда и снижают работоспособность конструкции. В листовых конструкциях причиной перемещений являются угловые деформации и потеря устойчивости при продольной усадке. Балки от наложения продольных и поперечных швов испытывают укорочение, изгиб и закручивание (рис. 4.8). Оценить величину перемещений можно с помощью методов, приведенных в 4.3.1.4.
4.2.3. Остаточные напряжения
Остаточные растягивающие напряжения создают в металле запас энергии, который может способствовать разрушению металла. Они также способствуют ускорению коррозионных процессов. Связанные с ними пластические деформации приводят к уменьшению пластичности соединения. Складываясь с рабочими напряжениями, остаточные напряжения ухудшают работоспособность конструкции: сжатые элементы могут потерять устойчивость; в элементах, работающих при переменных нагрузках, снижается предел выносливости; в элементах, работающих на изгиб, уменьшается жесткость сечения за счет перехода части сечения в пластическое состояние. Остаточные напряжения существенно влияют на точность и стабильность размеров сварных деталей. При механической обработке за счет перераспределения остаточных напряжений происходит изменение формы и размеров детали. Под действием остаточных напряжений возникают деформации ползучести, особенно при повышенных температурах. При первом приложении рабочей нагрузки рабочие напряжения, складываясь с остаточными, могут в отдельных местах превысить предел текучести и вы-. звать пластические деформации. Происходящие под действием остаточных напряжений деформации обычно не превышают долей процента.
4.3. Определение сварочных деформаций, напряжений и перемещений
4.3.1. Расчетные методы
4.3.1.1. Основные этапы расчета. Расчет сварочных деформаций и напряжений состоит из определения:
1)                        температурных полей при сварке;
2)                        свободных температурных деформаций и деформаций от структурных превращений, механических свойств материала, зависящих от температуры;
3)                        собственных деформаций, напряжений и перемещений. Для проведения расчета необходимы следующие исходные
данные:
1.                    Характеристики сварочного источника нагрева, условия теплоотвода и теплофизические свойства материалов (коэффициенты   теплоемкости   ср. теплопроводности теплоотдачи с поверхности ). Справочные данные и методы расчета температурных полей приведены в главе 2.
2.                   Дилатометрические   характеристики   материалов,   образующих сварное соединение. В случае сварки разнородных материалов или применения присадочного материала …