КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ

Возникающие при сварке напряжения относятся к разряду собственных напряжений, т.е. напряжений, существующих в конструкциях при отсутствии внешних нагрузок. Такие напряжения образуются не только при сварке, но и при других технологических процессах: прокатке, гибке, шлифовании, резании. Собственные напряжения двухзначны: растягивающие усилия всегда (в пределах части или всей конструкции)- уравновешиваются сжимающими усилиями.

Собственные сварочные напряжения классифицируются по следующим признакам:

по времени существования — временные сварочные напряжения, существующие лишь в определенный момент времени нестационарного процесса нагрева и остывания, и остаточные сварочные напряжения, остающиеся после полного остывания конструкции;

по направлению действия напряжений — напряжения продольные, направленные параллельно оси сварного шва, и поперечные, направленные перпендикулярно оси шва.

Продольные напряжения возникают от продольной пластической деформации укорочения металла шва и прилегающих слоев основного металла. Продольные напряжения для швов длиной более 500 мм достигают максимального значения (350 МПа) на расстоянии 300—350 мм от концов шва и остаются примерно постоянными на всем среднем участке шва. Для швов длиной менее 500 мм значения максимальных продольных напряжений находятся в зависимости от длины шва, снижаясь при уменьшении длины шва и наоборот. В металле шва и околошовной зоны, в которой прошли пластические деформации укорочения, продольные напряжения являются растягивающими. Они уравновешиваются сжимающими напряжениями, действующими за пределами зоны пластических деформаций.

Поперечные напряжения возникают от поперечной деформации металла шва и прилегающих зон металла из-за разновременного охлаждения их по длине и сечению. Они зависят от скорости сварки, длины и ширины пластин, условий охлаждения и закрепления. Поперечные напряжения являются взаимно уравновешенными, поэтому могут быть в продольном и поперечном направлениях как растягивающими, так и сжимающими. Значительные растягивающие напряжения с протеканием пластических деформаций удлинения в период охлаждения возникают при сварке коротких швов в жестком контуре, например при заварке дефектных участков сварного соединения;

по причине, вызвавшей появление напряжений, — температурные напряжения, вызванные неравномерным распределением температуры по сечению свариваемого элемента; напряжения, обусловленные пластическим деформированием металла;

 структурные напряжения, связанные со структурными превращениями металла в районе сварного соединения.

Температурные напряжения образуются всегда, но после полного остывания исчезают. Структурные напряжения возникают при сварке некоторых легированных и закаливающихся сталей и сплавов, чугунов и других металлов. Они могут развиваться не только при сварке, но и после ее окончания. Напряжения, обусловленные пластическими деформациями металла в зоне шва, практически всегда существуют в сваренных конструкциях.

 Разновидности местных сварочных деформаций

а — угловая деформация стыкового соединения (поворот сечений); 6 — угловая деформация таврового соединения (грибовидность); в — " домик" стыкового соединения; г — ребристость; д — деформация тонкого листа вследствие потери устойчивости (хлопуны)

Как и напряжения, сварочные деформации бывают временными и остаточными, а по направлению действия -продольными (параллельно оси шва) и поперечными (перпендикулярно к оси шва). В свою очередь, временные и остаточные деформации можно разбить на две группы в зависимости от того, на какую часть конструкции они распространяются:

деформации, вызывающие искажение формы и размеров всего свариваемого элемента или конструкции, получи ли название общих сварочных деформаци К ним относятся изменения линейных размеров и искривление осей конструкции в продольном (от действия продольных напряжений) и поперечном (от действия поперечных напряжений) направлениях;

деформации, распространяющиеся только на отдельные свариваемые элементы конструкции, называют местными и сварочными деформация. К ним относятся деформации отдельных элементов от потери устойчивости (коробление) и угловые деформации (поворот сечений, грибовидность, " домики", ребристость). Угловые деформации обусловливаются, главным образом, неравномерной поперечной усадкой по толщине листа и по сечению металла шва, особенно при переходе последнего из жидкого состояния в твердое.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: