Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Психология
Биология
Сельское хозяйство
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
История
Физика
Экология
Энергетика
Этика
Логика
Религия
Промышленность
Философия
Геология
Социология
Химия
Политология
6 Термодеформационное состояние. При равномерном нагреве
 Скачать 451.5 Kb.
|
|
6. ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ Понятие о сварочных деформациях и напряжениях При равномерном нагреве материала происходит его свободное расширение без возникновения внутренних напряжений. Если же осуществляется неравномерный нагрев тела, то связи нагретых участков с ненагретыми препятствуют свободному расширению тела. Вследствие этого в теле возникают температурные напряжения, существующие при отсутствии приложенных к нему внешних сил. Температурные напряжения, возникающие в процессе сварки, принято называть временными напряжениями. Временные напряжения существуют в теле в процессе сварки на всех стадиях нагрева, выравнивания температур и охлаждения. Неравномерный нагрев и изменение объема металла вследствие температурного расширения, фазовых или структурных превращений приводят к возникновению упругих и пластических деформаций. В результате пластических деформаций в сварных элементах после полного охлаждения остаются собственные напряжения, которые называются остаточными напряжениями. Собственные напряжения, как временные, так и остаточные, подразделяют в зависимости от объема их взаимного уравновешивания:
По аналогии с сопротивлением материалов собственные напряжения подразделяют в зависимости от направления действия на:
В элементах сварных конструкций могут возникать одно-, двух- или трехосные напряжения в зависимости от формы и размеров свариваемых элементов. Напряжения, действующие вдоль сварного шва, называют продольными и обозначают х. Напряжения, действующие в плоскости соединяемых элементов перпендикулярно оси шва, называют поперечными и обозначают у. Напряжения, действующие в направлении, перпендикулярном плоскости соединяемых элементов, называют напряжениями по толщине сварного соединения и обозначают z. Сварочные деформации в общем случае определяют изменение линейных и угловых размеров тела и характеризуют состояние отдельных участков тела. Деформации при сварке обусловлены двумя причинами:
 где — коэффициент линейного расширения металла с привязкой к температурному интервалу, 1 /К; έ – относительное удлинение (δL/L), Т — изменение температуры точки тела, К.
Структурные изменения могут происходить как при изменении температуры, так и во времени под воздействием накопленных остаточных напряжений. При использовании упрощенных методов определения остаточных напряжений и деформаций структурные изменения во внимание не принимаются. Рассмотрим процесс изменения деформаций и напряжений в активной зоне широкой пластины при прохождении по ее краю движущегося источника теплоты (сварочной дуги). Поскольку препятствия расширению металла по толщине и в сторону края пластины отсутствуют, напряжения являются одноосными и действуют параллельно краю пластины (вдоль траектории движении источника). По мере приближения источника к некоторой точке пластины температура в ней повышается, а после прохождения источника мимо этой точки вновь снижается до температуры окружающей среды (рис. 11.2). П  рямо пропорционально изменению температуры растет, а затем убывает свободная температурная деформация . Поскольку широкая пассивная зона пластины препятствует расширению небольшой активной зоны у края пластины, в активной зоне возникают сжимающее напряжение и деформация укорочения с - , которая компенсирует деформацию удлинения от нагрева . Если напряжение при нагреве не достигает предела текучести материала, то вся собственная деформация является упругой. При остывании происходит полная разгрузка и остаточное напряжение не образуется. Если же напряжение достигает предела текучести от (в точке Б на рис. 11.2), то рост напряжения и упругой деформации прекращается, дальнейшее увеличение собственной деформации при продолжении нагрева происходит за счет роста пластической деформации укорочения пл. В точке В начинаются снижение температуры и упругая разгрузка. Пластическая деформация укорочения сохраняется, поэтому полная разгрузка наступает раньше полного остывания (в точке Г). При дальнейшем остывании материал на краю пластины продолжает сокращаться. Остальная часть пластины препятствует этому сокращению, возникает растягивающее напряжение и упругая деформация удлинения. Если при охлаждении напряжение снова достигает предела текучести (в точке Д на рис. 11.2), то рост напряжений и упругих деформаций прекращается, начинаются пластические деформации удлинения, которые компенсируют часть пластического укорочения, возникшего при нагреве. После полного остывания (точка Е) на краю пластины сохраняются остаточная пластическая деформация укорочения, остаточное растягивающее напряжение и остаточная упругая деформация удлинения.  Таким образом, причиной возникновения остаточного напряжения является пластическое укорочение активной зоны при нагреве. Пластическая деформация возникает в активной зоне в основном по двум причинам: 1) поперечное сечение активной зоны, как правило, меньше, чем окружающей пассивной зоны, поэтому уровень напряжения в ней выше; 2) предел текучести материала снижается при нагреве (при сварочных температурах он близок к нулю), поэтому остаточные напряжения возникают даже при сварке очень маленьких швов. При ограниченной жесткости свариваемой конструкции под действием сварочных напряжений в ней возникают существенные остаточные наблюдаемые деформации и перемещения, приводящие к изменению ее формы и размеров. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ Определения остаточных сварочных деформаций и напряжений Существует большое количество экспериментальных методов определения сварочных напряжений, деформаций и перемещений. Экспериментально измерением определяют деформации, а далее расчетным путем - напряжения. Перемещения и деформации на внешних поверхностях конструкций измерить достаточно просто. Это можно сделать с помощью различных датчиков или видеокамер. Весьма эффективным, обеспечивающим регистрацию всех компонент перемещения, является лазерный голографический метод. Для измерения деформаций наибольшее применение находят тензодатчики, наклеиваемые на поверхность детали.
Напряжения, как правило, рассчитывают по результатам измерений перемещений, деформаций или других физических параметров, изменяющихся при появлении в металле напряжений. Для измерений используют механические, магнитные, ультразвуковые, рентгеновские методы, нейтронное облучение, методы измерения твердости и т. д. Экспериментальные методы чаще всего применяют для определения остаточных напряжений.Механический метод определения напряжений дает наиболее достоверные результаты, но приводит к повреждению (разрушению) исследуемой сварной конструкции. Напряжения рассчитывают по тем деформациям, которые возникают в конструкции при устранении напряжений. Для этого выполняют следующие действия: 1) устанавливают датчики деформации и снимают начальные показания; 2) устраняют остаточные напряжения в анализируемой зоне конструкции, где установлены датчики; 3) снова снимают показания датчиков и определяют деформации в результате устранения напряжений; 4) рассчитывают остаточные напряжения по формулам теории упругости. Устранение напряжений проводят различными способами в зависимости от вида сварной конструкции:
Важно в процессе этой обработки не вызвать появления новых напряжений в анализируемой зоне. Если известно, что в зоне измерения действует только одна компонента остаточного напряжения (остальные компоненты малы), то ее можно рассчитать по формуле = - E* где Е - модуль упругости (модуль Юнга) материала. В общем случае необходимо в каждой точке поверхности установить три датчика по разным направлениям и определить изменения трех компонент деформации. Д  еформации могут быть также определены по измеренным перемещениям точек на поверхности с помощью формул: где - коэффициент Пуассона материала. Коэффициент Пуассона - величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец. Достоинством этой методики является отсутствие необходимости замеров до сварки и во время сварки (она пригодна для исследования готовых конструкций), а недостатком – повреждение конструкции. Некоторые другие методы (магнитные и ультразвуковые) также применяются для определения остаточных напряжений в готовых конструкциях (и при этом не повреждают их), но они дают достоверные результаты только для однородного основного металла (вдали от сварного шва). Это связано с тем, что измеряемые в этих методах параметры (магнитная проницаемость, скорость распространения ультразвуковых волн и т. д.) изменяются не только при появлении остаточных напряжений, но также при изменении химического состава, размера зерна, структуры металла и других факторов. Определения временных сварочных деформаций и напряжений Для определения временных сварочных напряжений недостаточно знать значения деформаций в данный момент времени. Необходимо регистрировать температуру Т и компоненты наблюдаемой деформации непрерывно или периодически в течение всего времени сварки. Кроме того, необходимо провести дополнительные эксперименты по определению свойств материала в условиях сварки. При сварке протекает целый ряд физических явлений, влияющих на распределение напряжений. Точность расчета напряжений зависит от полноты учета всех этих явлений. Повышение точности расчета напряжений требует не только применения более сложных расчетных формул, но также увеличения объема экспериментов для определения дополнительных физических характеристик свариваемых материалов. В связи с этим уровень точности нужно задавать обоснованно, исходя из назначения результатов расчета. Теоретические методы определения сварочных деформаций и напряжений Графорасчетные методы Для определения продольных деформаций и напряжений при наплавке валика на кромку полосы и при сварке узких пластин встык используется графорасчетный метод, разработанный Г. А. Николаевым и Н. О. Окербломом. При этом принимается:
В этом методе решения рассматривается квазистационарное температурное состояние в пластине (пластина переходит мгновенно из холодного состояния в максимально нагретое состояние). Деформации и напряжения на стадии нагрева определяют в поперечном сечении пластины, где зона разогрева до 600°С имеет максимальную ширину. Напряжения и пластические деформации укорочения в этом сечении определяются из условия равновесия внутренних сил, выполняемого в результате графических построений. Аналогичные построения выполняют для сечения пластины в зоне полного остывания, в результате чего определяют остаточные напряжения и деформации. По результатам расчетов, выполненных для низкоуглеродистых сталей, остаточные продольные напряжения хост в шве и околошовной зоне равны пределу текучести металла, что удовлетворительно согласуется с многочисленными экспериментальными данными. Для каждого сечения выполняют графические построения, аналогичные рассмотренным выше, с последовательным учетом накапливаемых пластических деформаций. Это позволяет более точно определять напряжения в процессе сварки, а остаточные напряжения в шве и околошовной зоне также оказываются равными пределу текучести металла. Однако осуществлять вручную графорасчетные построения для ряда сечений трудно, и поэтому метод Н. О. Окерблома нашел практическое применение лишь в последние годы при численной реализации его на ЭВМ. Результаты расчетов удовлетворительно совпадают с экспериментальными данными, полученными на узких пластинах из низкоуглеродистой стали. Узкими пластинами в данном случае следует считать такие, при сварке которых ширина зоны пластических деформаций меньше ширины пластины в 3...4 раза, т. е. понятие ширины пластины при сварке связано непосредственно с шириной зоны нагрева и соответственно с шириной зоны пластических деформаций. Графорасчетные методы можно использовать для определения остаточных продольных напряжений при сварке низкоуглеродистой, а также аустенитной коррозионно-стойкой стали. По результатам экспериментов значения остаточных напряжений в шве и околошовной зоне для этих материалов близки к пределу текучести, т. е. к расчетному значению. Для титановых, алюминиевых, магниевых сплавов графорасчетные методы Г. А. Николаева и Н. О. Окерблома не рекомендуется применять, так как остаточные напряжения в шве по экспериментальным данным получаются меньше предела текучести. При сварке реальных конструктивных элементов (в отличие от наплавки валика на кромку полосы и сварки встык узких пластин) существует, как правило, сложное напряженное состояние, для которого нельзя применять графорасчетные методы. В этом случае следует применять методы, основанные на использовании теории упругости и пластичности. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ АППАРАТ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ Для решения задач по определению напряжений, возникающих в теле при неравномерном распределении температур, используется математический аппарат теории упругости. Однако сварочный процесс связан с изменением температуры в значительных пределах и, как следствие, с пластическими деформациями. Поэтому очень редко в сварке встречаются случаи, когда теория упругости может быть применена для количественного анализа сварочных напряжений. Но теория упругости может успешно применяться в сварочных задачах, так как: решение температурной задачи теории упругости в компонентах деформаций и перемещений пригодно для практических целей, и в теории сварочных деформаций ряд решений успешно используется, как первый этап решения упругопластической задачи. Более точные количественные соотношения при решении задач о сварочных деформациях и напряжениях могут быть получены лишь при помощи теории пластичности в условиях переменных температур. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ТИПИЧНЫЕ ПОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ОДНО- И МНОГОПРОХОДНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ Для случаев однопроходной сварки встык с полным проплавлением пластин (рис. 11.11, а) из низкоуглеродистой стали распределение остаточных продольных напряжений х в поперечном сечении имеет характерный вид, представленный на рис.
Причина возникновения остаточных напряжений х — остаточные пластические деформации укорочения хпл в шве и околошовной зоне на ширине 2b (рис. 11.11,б). В процессе сварки на стадии нагрева происходят пластические деформации укорочения, а на стадии охлаждения — пластические деформации удлинения. Так как пластические деформации на стадии нагрева по абсолютной величине больше, чем на стадии охлаждения, остаточные пластические деформации представляют собой деформации укорочения. Вследствие этого в шве и околошовной зоне на ширине 2b возникают остаточные растягивающие напряжения, имеющие максимальное значение х mах в шве (рис. 11.11, в). Эти напряжения уравновешены напряжениями сжатия в основном металле. Приведенное на рис. 11.11, в распределение остаточных напряжений характерно для случаев, когда сварные пластины не теряют устойчивости, т. е. не нарушается их плоскостность. Это имеет место при сварке пластин в жестком приспособлении, препятствующем нарушению плоскостности, а также приближенно и при сварке пластин средней толщины 6...15 мм в свободном состоянии. При сварке менее жестких пластин (<6 мм), как правило, происходит потеря устойчивости, существенно изменяющая распределение напряжений, в особенности напряжений сжатия (рис. 11.11, г). При сварке низкоуглеродистых сталей максимальные остаточные напряжения х mах, как правило, близки к пределу текучести металла шва. Эпюра остаточных напряжений, приведенная на рис. 11.11,в, характерна для сварки пластин из низколегированной и аустенитной сталей, титановых сплавов или в общем случае для сварки металлов и сплавов, не претерпевающих структурных превращений при температурах Т<600...700 °С. При сварке аустенитных сталей максимальные остаточные напряжения х mах обычно превосходят предел текучести. Это, по-видимому, связано с большим коэффициентом линейного расширения, а как следствие, большой пластической деформацией, вызывающей упрочнение металла с образованием высоких значений продольных остаточных напряжений. Остаточные напряжения в легированных сталях, претерпевающих структурные превращения на стадии охлаждения при низких температурах (Т<600...500 °С), могут иметь принципиально иной характер распределения. При многопроходной сварке пластин встык в общем случае возникают остаточные напряжения — продольные x, поперечные у и в направлении толщины z. Однако при толщинах <40...80 мм сопротивление усадке металла по толщине незначительное, и поэтому напряжения z малы. При укладке каждого очередного валика многослойного шва формирование продольных напряжений x качественно подобно однопроходной сварке. Последующие валики незначительно изменяют значение остаточных напряжений x, и поэтому их распределение по толщине можно считать равномерным. Формирование поперечных напряжений у происходит вследствие поперечной усадки укладываемого валика и под сильным воздействием поперечной усадки последующих валиков. В связи с этим распределение напряжений у по толщине отличается значительной неравномерностью. Виды сварочных деформаций 1. Деформации в плоскости свариваемых деталей (рис. 55, а), когда перемещениями в направлении третьей оси (по толщине) можно пренебречь. Такие деформации, например, возникают при сварке пластин, которые не теряют устойчивости и не выходят из плоскости из-за неравномерной по толщине пластины поперечной усадки.
2. Деформации в плоскости, перпендикулярной шву (рис. 55, б, в), например, деформации грибовидности и углового поворота. 3. Деформации изгиба конструкций типа балочных (рис. 55, г). В этом случае продольная ось балки искривляется вследствие усадки швов в продольном или поперечном направлении.
4. Деформации потери устойчивости листовых элементов конструкций (рис. 55, д, е). Под действием сжимающих остаточных напряжений происходит коробление, форма которого может иметь самый разнообразный вид. Общими являются значительные по величине перемещения листовых элементов в направлении из плоскости листа. 5. Деформации скручивания относительно продольной оси (рис. 55, ж).
6. Деформации оболочковых конструкций от заварки кольцевых и продольных швов, а также от заварки круговых и криволинейных швов на поверхностях вращения (рис. 55, з, и). 7. Деформации сложных конструкций типа рам, станин, блоков двигателей и т. п., когда возникающие деформации состоят из нескольких видов, влияют друг на друга и вызывают специфические для каждой конструкции искажения ее форм. В большинстве случаев в изделии возникает сразу несколько видов деформаций. Приемы устранения напряжений и деформаций Приемы устранения напряжений и деформаций весьма многообразны, хотя в основе их лежат одни и те же принципы. Классификация приемов устранения напряжений и деформаций помогает правильно оценить возможности и эффективность каждого из них. Можно наметить три принципиально возможных пути уменьшения сварочных напряжений и деформаций, если исходить из механизма процесса, лежащего в основе того или иного метода. 1. Уменьшение величины пластических деформаций при нагреве и уменьшение объема металла, участвующего в пластической деформации в процессе нагрева, может быть достигнуто регулированием термического воздействия, например,
Аналогичные результаты можно получить механическим путем, например приложением растягивающих усилий в процессе сварки (термическое удлинение частично компенсируется растяжением от внешнего усилия вместе со всей пластиной). Во всех этих случаях либо уменьшается пластическая деформация укорочения, возникающая в процессе нагрева, либо сокращается объем пластически деформированного металла. 2. Если в стадии нагрева возникли пластические деформации укорочения определенной величины, то в стадии охлаждения следует стремиться увеличить пластические деформации удлинения проковкой, прокаткой, растяжением, изгибом, жестким закреплением в приспособлениях, высоким отпуском. Увеличить пластические деформации удлинения возможно также при последующей правке аналогичными процедурами: проковкой, прокаткой, растяжением, изгибом, жестким закреплением в приспособлениях, высоким отпуском. Во всех случаях либо в процессе сварки, либо после сварки создается пластическая деформация, уменьшающая остаточные деформации укорочения. Таким образом, оба названных пути в конечном итоге сводятся к уменьшению объема остаточной пластической деформации укорочения и, соответственно, к уменьшению остаточных напряжений. 3. Компенсации возникающих деформаций можно достигнуть путем создания обратных деформаций и напряжений: предварительных обратных деформаций, симметричного расположения швов, рациональной последовательности сборки и сварки. При этом остаточные напряжения в металле не снижаются, а даже возрастают. Термическая правка местным нагревом также основана на принципе компенсации: при изгибе деталей у них нагревают выпуклые стороны и тем самым создают противоположные деформации. В некоторых приемах одновременно используют разные принципы. Все известные методы борьбы со сварочными деформациями в той или иной мере изменяют напряженное состояние. Если основным требованием является устранение деформаций, то перераспределение напряжений становится второстепенным. И наоборот, устраняя остаточные напряжения, не придают особого значения деформациям (перемещениям) сварной конструкции, хотя деформации при этом могут изменяться. Разделение методов борьбы со сварочными напряжениями и деформациями на две группы является условным и зависит от основного назначения того или иного метода. РЕГУЛИРОВАНИЕ И УСТРАНЕНИЕ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Предварительный и сопутствующий подогрев при сварке снижает тепловложение, необходимое для образования сварного соединения. При этом уменьшаются размеры зон, нагреваемых сварочным источником тепла, что может привести, соответственно, к уменьшению объема металла, где протекали пластические деформации и образовались растягивающие напряжения. Помимо уменьшения объема пластически деформированного металла, при подогреве может снизиться максимальный уровень остаточных растягивающих напряжений. Ориентировочно снижение растягивающих продольных напряжений в шве при подогреве до 200° С достигает даже 50%. Однако не следует переоценивать возможности низкотемпературного подогрева как средства снижения остаточных напряжений. Существенное влияние подогрев может оказать на образование остаточных напряжений от структурных превращений. Проковку металла можно производить непосредственно после сварки по горячему металлу или после остывания. При проковке благодаря осадке металла в направлении удара происходит расширение его в двух других направлениях. Растягивающие напряжения снижаются, а при интенсивной проковке даже переходят в сжимающие. Эффект проковки распространяется обычно на относительно небольшую глубину, в пределах до 10 мм и менее. Проковка металла шва может уменьшить вероятность появления холодных трещин. Остаточные напряжения сжатия являются надежным средством повышения прочности сварных соединений и конструкций, работающих при переменных нагрузках. Прокатка зоны сварного соединения роликами в основном рекомендуется для устранения деформаций листовых конструкции. При прокатке происходит значительное понижение растягивающих напряжений и переход их в сжимающие. Этот метод отличается весьма равномерной пластической деформацией и в этом отношении выгодно отличается от проковки как средства снижения растягивающих напряжений. Приложение нагрузки к сварным соединениям можно применять как в процессе сварки, так и после нее. Снижение остаточных напряжений может оказаться весьма значительным. Несмотря па эффективность такого приема, применение его в большинстве случаев сопряжено с трудностями практического использования. Местный нагрев используют, как средство перераспределения остаточных напряжений. В зоне нагрева вследствие пластической деформации после остывания образуются напряжения растяжения, а вблизи зоны местного нагрева образуются напряжения сжатия. Если сварной шов (зона растяжения) размещается в зоне сжатия от местного нагрева, то наряженное состояние в сварном шве ослабляется. Местный нагрев с целью создания благоприятного поля напряжений рекомендован как средство повышения вибрационной прочности деталей. Высокий отпуск сварных конструкции получил наибольшее распространение в промышленности. Основное преимущество его в том, что снятие напряжений происходит во всей сварной конструкции, независимо от ее сложности и конфигурации. Степень снятия напряжений в случае необходимости может достигать 85—90% от исходного уровня. Высокий отпуск — практически единственный способ, когда одновременно с напряжениями первого рода снимается наклеп и напряжения второго и третьего родов. Высокий отпуск изделий из конструкционных сталей при температуре 600—800° С с выдержкой 1,5—4 ч предназначен в основном для устранения возможной деформации в процессе механической обработки и эксплуатации конструкций, а также для повышения сопротивляемости их хрупким разрушениям, в особенности при пониженных температурах. Высокий отпуск сварных конструкций по объему применения в машиностроении далеко превосходит все остальные способы борьбы с остаточными напряжениями вместе взятые. В зависимости от размеров сварных конструкций существенно изменяются финансовые затраты на выполнение высокого отпуска, что ограничивает объемы его применения. Местный отпуск от общего отличается обычно средствами, с помощью которых осуществляется нагрев, а также тем, что при местном отпуске нагревается до заданной температуры лишь часть сварной конструкции. Последнее обстоятельство при назначении местного отпуска необходимо принимать во внимание, так как остывание неравномерно нагретой детали неизбежно сопровождается возникновением более или менее значительных остаточных напряжений. Однако образование новых остаточных напряжений не следует рассматривать как фактор, исключающий применение местного отпуска. При местном отпуске можно регулировать величину новых остаточных напряжений и степень их опасности. Если распределение температур при местном отпуске приведет к остыванию металла с образованием таких же пластических деформаций и остаточных напряжений как при сварке, то положительное влияние местного высокого отпуска будет сведено лишь к смягчению закалочных структур. Поэтому при назначении местного отпуска следует стремиться к тому, чтобы, во-первых, не получать высокие остаточные напряжения вследствие неравномерного остывания и, во-вторых, вынести зону с образующимися вновь остаточными напряжениями в те места, где нет концентраторов. СПОСОБЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ Способы, используемые до сварки 1. Рациональное конструирование предполагает:
2. Назначение начальных размеров и формы заготовок, их взаимное расположение с учетом последующей усадки (рис. 135, а).  3. Создание деформаций, обратных сварочным, путем закрепления изделий в приспособлениях. Закрепления снимают только после завершения сварки (рис. 135, б). Деформация укорочения тонколистовых полотнищ может быть существенно уменьшена, если листы упруго собрать на приспособлении, имеющем цилиндрическую форму с выступающим пояском в зоне стыка (рис. 135, в). Зона шва, расположенная на большем диаметре, имеет перед сваркой увеличенную длину. После сварки она сокращается, напряжения при этом снимаются, а коробление листов заметно уменьшается. Данный способ используют сравнительно редко. 4. Использование поля напряжения, мало изменяющегося в результате сварки, например, сварка по кромке, отрезанной газом. Способы, используемые в процессе сварки 1. Снижение погонной энергии сварки за счет более экономичных режимов. Способ используют относительно часто. 2. Уменьшение площади зоны пластических деформаций путем охлаждения водой, например, при контактной или газоэлектрической сварке. 3. Закрепление в приспособлении. Широко используется в производстве. Положительный эффект достигается за счет жесткости приспособления. Полного устранения деформаций при этом не достигается. 4. Рациональная последовательность выполнения сборочно-сварочных операций (рис. 135, г). В некоторых случаях это единственный способ избежать значительных остаточных деформаций. 5. Нагружение сварного соединения растягивающими усилиями (рис. 135, д). В производстве почти не применяется. Способы, используемые после сварки Сварочные деформации обычно устраняют после сварки, чем предупреждают их перед сваркой или в процессе сварки. Это, по-видимому, объясняется не только тем, что возможности способов, применяемых до сварки или в процессе сварки, ограничены, но также и организационно-техническими причинами, так как организовать правку после завершения сварки, когда деформации уже известны, значительно проще. Способы, используемые после сварки, следующие: 1. Создание путем пластической деформации перемещений, обратных сварочным (изгиб, растяжение, проковка, прокатка роликами). 2. Создание пластических деформаций укорочения путем местного нагрева. Этот прием широко используется в производстве и довольно эффективен. 3. Устранение деформаций путем высокого местного отпуска деталей в зажимных приспособлениях. </6> |
