Способы уменьшения сварочных деформаций и напряжений

Сварочные напряжения приводят к образованию дефектов в сварном соединении и снижают сопротивляемость сварных конструкций разрушению. Остаточные сварочные напряжения накладываются на рабочие напряжения, которые возникают в металле при эксплуатации сварного изделия. Образующиеся общие напряжения могут превысит допустимые для конкретного металла значения, что приведет к разрушению сварного изделия. Кроме того, при планировании последующей обработки резанием сварных конструкций с большими остаточными сварочными напряжениями следует учитывать, что механическая обработка может привести к нарушению взаимного равновесия внутренних сил (внутренние остаточные напряжения уравновешены). В результате снятие слоя металл происходит перераспределение остаточных напряжений в изделии и обработанная деталь может самопроизвольно деформироваться после ее извлечения из закрепляющих приспособлений.

Сварочные деформации вследствие изменения размеров и формы изделий существенно затрудняют их сборку, ухудшают внешний вид и эксплуатационные качества.

Поэтому применяются различные способы, направленные на уменьшение или устранение сварочных деформаций и напряжений. Явления образования остаточных напряжений и деформаций при сварке находятся во взаимной связи между собой, но проявляются во многих случаях в противоположных направлениях. В сварных конструкциях, изготовленных без заметных деформаций, остаточные напряжения достигают высоких значений. Наоборот, в сильно деформированных при сварке конструкциях величина остаточных напряжений мала. Вследствие этого некоторые мероприятия по уменьшению остаточных деформаций противоположны мероприятиям по уменьшению остаточных напряжений. Однако, в числе мероприятий по уменьшению остаточных напряжений есть такие, которые ведут и к уменьшению деформаций.

Все мероприятия по уменьшению остаточных напряжений и деформаций можно разделить на три группы: мероприятия, выполняемые до сварки; выполняемые в процессе сварки; выполняемые после сварки.

К мероприятиям, выполняемым до сварки относятся рациональное конструирование сварного изделия (конструкционные мероприятия) и разработка технологии (технологические мероприятия).

К мероприятиям, выполняемые в процессе сварки и после сварки относятся технологические мероприятия.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Технологические мероприятия, выполняемые в процессе сварки

Предварительный и сопутствующий подогрев

Подогрев способствует уменьшению степени неравномерности распределения температур при сварке и снижению жесткости металла свариваемых элементов.

Технологические мероприятия, выполняемые после сварки

Термический способ

Отпуск после сварки является наиболее эффективным способом уменьшения остаточных напряжений, т.к. позволяет снизить остаточные напряжения на 85-90% от исходных значений и одновременно улучшить пластические свойства сварных соединений. Отпуск может быть общим, при котором нагревается все изделие, и местным, когда нагреву подвергают лишь его часть в зоне сварного шва. Преимущество общего отпуска состоит в том, что снижение напряжений происходит во всей сварной конструкции независимо от ее сложности.

Наиболее часто применяют высокий отпуск при температуре нагрева 550 - 680°С. Операция отпуска выполняется в три стадии: нагрев, выдержка при температуре отпуска и охлаждение. Выдержка обычно составляет 2 - 4 ч, после чего производится естественное охлаждение на воздухе.

Механические способы

Механические способы основаны на создании пластической деформации металла сварных соединений, вследствие чего происходит снижение остаточных напряжений.

Проковка

Металл проковывают непосредственно после сварки по горячему металлу или после его остывания. Основное преимущество этого способа – простота применяемого оборудования, универсальность и оперативность.

Прокатка

Рис. 43С. Прокатка сварного изделия с целью уменьшения остаточных напряжений 1 – сварной шов; 2 – накладка; 3 – стальные правящие ролики; Р – усилие прокатки. Для уменьшения остаточных напряжений применяется прокатка сварных швов по принципу протяжки (рис. 43С). В этом случае шов, стремящийся сжаться, будет принудительно деформирован в направлении увеличения длины, что, соответственно, приведёт к уменьшению растягивающих его остаточных напряжений.

Приложение нагрузки к сварным соединениям

Приложение нагрузки к сварным соединениям осуществляется растяжением или изгибом. Суммирование остаточных и приложенных напряжений вызывает пластические деформации удлинения и после снятия нагрузки снижение максимальных остаточных напряжений.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒ Поделиться с друзьями: Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)... Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится... Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах... Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...  © cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста. Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы! 0.009 с.