|
Продольная и поперечная усадка сварных соединений
Тип
соединения
Толщина сва-
риваемых
листов, мм
Способ сварки
Продольная
усадка, мм/м
Поперечная
усадка,
мм/м
Стыковое, без
разделки кромок
1…4
Ручная
автоматическая
0,35
0,20
0,7
0,7
Стыковое, с раз-
делкой кромок
5…8
Ручная 0,35
1,20
Тавровое, с одно-
сторонним швом
3…5
Ручная
автоматическая
0,20
0,10
0,50
0,25
Нахлесточное 3…5
Ручная
автоматическая
0,35
0,20
1,50
0,70
Возникающие внутренние напряжения от литейной усадки и нерав-
номерного нагрева вызывают продольное и поперечное укорочение свар-
Рис. 25. Нагрев стыкового соединения
51
ного соединения, величина которых зависит от толщины свариваемых лис-
тов, вида подготовки кромок, типа соединения, способа сварки (табл. 22).
Дополнительные внутренние напряжения могут появляться в свар-
ном соединении, если структурные превращения в стали при охлаждении
будут связаны с изменением объема образующихся новых фаз. Это чаще
всего наблюдается при сварке мостовых высокопрочных низколегирован-
ных сталей (при нарушении технологии сварки в околошовной зоне и в ме-
талле шва образуется мартенсит закалки, имеющий больший удельный
объем, чем аустенит).
10. ДЕФОРМАЦИИ ПРИ СВАРКЕ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Источником сварочных напряжений являются неравномерный нагрев
металла, литейная усадка, структурные изменения.
Механизм образования сварочных деформаций можно представить в
следующем виде. В зонах сварочного нагрева, где температура стали свы-
ше 600 °С, предел текучести стали стремится к нулю. Именно в этих зонах
сварочные напряжения будут превышать предел текучести стали и, как ре-
зультат, образовывать остаточные деформации.
При нагреве стали сварочной дугой температурному удлинению
препятствует жесткая заделка свариваемых элементов. Возникают напря-
жения сжатия, пропорциональные нагреву (
ОА) (рис. 26).
Рис. 26. Зависимость остаточных напряжений
от температуры нагрева стали
52
Увеличение напряжения прекращается при достижении предела те-
кучести (точка
А).
Дальнейший нагрев приводит к образованию пластических деформа-
ций укорочения, так как
σ
СЖ
>
σ
Т
, а напряжения изменяются по кривой из-
менения предела текучести (участок
АВ).
При охлаждении с
Т
1
сжимающие напряжения уменьшаются (
ВС) до
0 (точка
С). При дальнейшем остывании свариваемый элемент укорачива-
ется, но этому препятствует заделка; возникают растягивающие напряже-
ния (
СД), которые достигают σ
Т
в точке
Д. В этом случае остывание проте-
кает с образованием пластических деформаций удлинения (
ДЕ).
Если освободить сварной элемент от заделки, он укоротится. Значит
пластические деформации укорочения на этапе нагрева превышают пла-
стическую деформацию удлинения на этапе остывания. Это связано с тем,
что при нагреве
σ
Т
снижается и для образования пластических деформаций
укорочения требуются меньшие напряжения, чем при остывании, где
σ
Т
возрастает.
Напряжения после остывания либо достигают
σ
Т
(точки
Е), либо не
превышают
σ
Т
, если охлаждение началось при меньшей температуре (
Т
2
).
Мероприятия, снижающие сварочные напряжения и деформации:
а) при проектировании сварной конструкции необходимо стремиться
к использованию обоснованных сечений швов и наименьшей их протяжен-
ности и предусматривать припуски на усадку отдельных элементов конст-
рукций;
б) расположение сварных швов должно быть симметричным относи-
тельно главных осей как отдельных элементов, так и всей конструкции в
целом;
в) не следует допускать пересечения в одной точке более трех швов;
г) собранная конструкция перед сваркой должна быть проверена в
отношении правильности ее размеров и величины зазоров в стыке;
д) для уменьшения остаточной деформации перед сваркой конструк-
ции или элемента в сварном соединении создавать искусственную дефор-
мацию, обратную по знаку ожидаемой от сварки;
е) по возможности сварку узлов осуществлять в приспособлениях;
ж) применять местный или общий подогрев конструкции для прида-
ния сварному соединению деформации обратного знака по отношению к
усадке;
з) уменьшить зону разогрева путем применения теплоотводящих
подкладок, либо повышения скорости сварки, либо использования охлаж-
дающих смесей;
и) порядок наложения швов в конструкции должен быть таков, что-
бы последующий шов мог вызывать обратные деформации по отношению
53
к деформациям предыдущего сварного шва (применять обратноступенча-
тый способ наложения шва, сварку от середины шва в оба конца);
к) для создания в сварном соединении напряжений сжатия применять
проковку, чеканку, обкатку роликами шва и околошовной зоны;
л) использовать отпуск для снятия внутренних напряжений
(650…680 °С).
Do'stlaringiz bilan baham: |
