Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций




Скачать 91.23 Kb.
НазваниеЛекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций
Дата публикации14.04.2013
Размер91.23 Kb.
ТипЛекция
userdocs.ru > Математика > Лекция
Раздел №6 Сварочные напряжения и деформации. [1] Стр. 171- 200.
Лекция № …. Причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций.
Деформация- способность конструкции изменять форму и размеры под действием внешних сил или собственных напряжений (сварка, штамповка, литье, термическая обработка).

Классификация собственных сварочных напряжений.

В зависимости от причин возникновения:

  1. Тепловые, вызванные неравномерным распределением температуры при сварке;

  2. Структурные, возникающие вследствие структурных превращений (рост зерна).те

Структурные напряжения не могу существовать при отсутствии тепловых, а тепловые напряжения могут существовать без структурных (в углеродистых сталях).

^ В зависимости от времени существования собственных напряжений и деформаций:

  1. Временные (переменные) – существующие в определенный момент времени. Если при этом возникающие σ не превысят предел упругости, временные напряжения и деформации исчезают после охлаждения изделия.

  2. Остаточные - остаются в изделии после сварки.

В зависимости от размеров области возникновения:

  1. Напряжения первого рода, действуют и уравновешиваются в крупных объемах соизмеримых с конструкциями (изделиями).

  2. Напряжения второго рода

  3. Напряжения третьего рода - действуют и уравновешиваются в микрообъемах в пределах зерна и атомной решетки, определяются рентгеноструктурным анализом. При сварке не учитываются.

^ По направлению действия напряжений и деформаций различают продольные напряжения вдоль (параллельно) шва и поперечные поперек (перпендикулярно) оси шва.

http://www.svarkainfo.ru/uploads/images/1/nds2.jpg

По виду напряженного состояния сварочные напряжения делятся:

  1. На линейные (одноосные), в одном направлении – а).

  2. Плоскостные (двухосные), в двух направлениях – б).

  3. Объемные (трехосные), в трех направлениях – в)

http://www.svarkainfo.ru/uploads/images/1/nds1.jpg

Классификация деформаций.

Сварные конструкции в результате появления упруго-пластических деформаций в сварных соединениях могут изменить свои размеры и претерпеть общие деформации. Последние могут быть продольными и поперечными, деформациями изгиба, скручивания и потери устойчивости.

  1. В результате продольных и поперечных деформаций происходит сокращение элементов по длине и ширине. Эти деформации образуются при симметричной укладке сварных швов.

  2. ^ Деформации изгиба образуются при несимметричном расположении сварных швов в конструкциях и сопровождаются продольным сокращением элементов — продольной усадкой швов и поперечным сокращением — поперечной усадкой швов. Этот вид деформации в практике встречается довольно часто.

  3. ^ Деформации скручивания образуются вследствие несимметричного расположения швов в поперечных сечениях элементов и встречаются относительно редко.

  4. Деформации потери устойчивости вызываются сжимающими напряжениями, которые образуются в процессе нагревания и остывания изделий.


^ Мероприятия по борьбе со сварочными напряжениями и деформациями.
Конструктивные мероприятия.

- Рабочие чертежи сварных конструкций следует разрабатывать с учетом мероприятий по уменьшению сварочных напряжений и деформаций. В сварных соединениях объем наплавленного металла должен быть минимальным. (Например, при толщине металла более 12мм следует применять X и К-образную подготовку кромок.)

- Заменять прерывистые швы на сплошные швы меньшего сечения.

-Выполняют стыковые швы при минимальном угле раскрытия шва и минимальном зазоре.

- Избегать резких переходов сечений, а также применять преимущественно стыковые соединения вместо угловых и не допускать концентрации и пересечений сварных швов.

^ Технологические мероприятия сборки и сварки.

- Порядок сборки под сварку, способ сварки, режимы сварки (минимальная погонная энергия при применении автоматической или п/а сварки).

- Последовательность наложения шва по его длине и сечению оказывают значительное влияние на величину деформаций и напряжений при сварке.
а) При сварке двутавровой балки в первую очередь сваривают стыковые соединения стенки и полок, а затем угловые.




б) При сварке цилиндрических резервуаров из нескольких обечаек , в первую очередь сваривают продольные, а затем поперечные швы.


в) В двутавровой балке с ребрами жесткости выбирается следующая последовательность:


г) При сварке тонких листов применяют медную подкладку для уменьшения нагрева и деформаций.

При ручной и п/а сварке применяют обратноступенчатый способ и не следует начинать сварку с кромки листа.



д) При сборке и сварке корпусных конструкций, состоящих из полотнища и набора выполняют в последовательности:

- сборка и сварка полотнища;

- установка и приварка к полотнищу главного набора;

- установка холостого набора;

- сварка набора между собой.
Чтобы уменьшить остаточные деформации и напряжения конструкций и изделий при сборке по возможности не допускают скрепления узлов и деталей прихватками, которые создают жесткое закрепление.

- Для обеспечения подвижного состояния закрепленных деталей используют клиновые, центровочные и другие сборочные приспособления.

- На образование остаточных деформаций и напряжений значительное влияние оказывает способ сварки.

- На величину и характер сварочных напряжений и остаточных деформаций влияет погонная энергия сварки и режим сварки.

- Увеличение сечения шва, как правило, способствует росту деформаций.

- Величина остаточных деформаций и напряжений зависит и от порядка наложения швов по длине и сечению.

^ Уравновешивание деформаций. Сущность этого способа заключается в том, что устанавливают определенную последовательность наложения швов, при которой деформации от предыдущих швов снижаются при выполнении последующих швов. Этот способ широко применяют при сварке стержневых конструкций или деталей симметричного сечения.

^ Обратные деформации.

Перед сваркой конструкции или элемента для уменьшения остаточной деформации искусственно создают деформацию, обратную по знаку, по отношению к той, которая может возникнуть при сварке. На рис. 34 показаны некоторые примеры использования обратной деформации.
http://stroy-server.ru/gallery/svarka-rezka-metallov/image_58.gif

^ Жесткое закрепление(рис. 35). Закрепление обеспечивает уменьшение сварочных деформаций по сравнению со сваркой в незакрепленном состоянии, если зона нагрева до температур выше 600° С не превышает0,15 общей ширины свариваемого элемента. Если зона нагрева будет более 0,15 ширины листа, то жесткое закрепление не уменьшает деформаций, а наоборот, может увеличить их по сравнению со сваркой в свободном состоянии.

схема жесткого закрепления листов
^ Проковка швов и околошовной зоны. Проковка способствует снижению напряжений и деформаций. При выполнении проковки необходимо соблюдать следующие условия:

- при многослойной сварке проковку выполнять послойно, а первый и последний слой не проковывать;

- проковку следует выполнять на участке шва длиной 150—200мм сразу же после сварки или после подогрева его до 150—200°С;

- при сварке металла толщиной более 16ммнеобходимо проковывать и металл околошовной зоны.

^ Общий отжиг сварного изделия. Отжиг применяется для сталей, имеющих склонность к образованию закаленных зон вблизи сварного шва (особенно при большой толщине свариваемого металла), и для конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках.

^ Механическая правка конструкций после сварки. Правку выполняют приложением ударной или статической нагрузок при холодном или нагретом состоянии металла.

^ Термическая правка конструкций и изделий после сварки. Правка выполняется наплавкой валиков с обратной стороны шва или местным нагревом, производимым в особом для каждой конструкции порядке. Для получения сварных конструкций заданных проектных размеров необходимо давать припуски на усадку сварных швов. На один поперечный стыковой шов проката или листа толщиной 8—16мм припуск должен составлять около 1 мм.

^ При выборе метода уменьшения деформаций и напряжений, возникающих в процессе сварки, необходимо учитывать марку свариваемого металла.

При сварке пластин из углеродистой стали зазор можно делать меньше, чем при сварке медных пластин.

При сварке медных пластин, вследствие большого линейного и объемного расширения меди, при маленьком зазоре в конце сварки пластины будут накладываться одна на другую. Если же их до начала сварки жестко закрепить, то в этом случае возникнут значительные остаточные напряжения и деформации.

При сварке пластин из легированной стали вследствие изменения объема металла при изменении структуры могут возникать силы сжатия, если увеличивается объем или силы растяжения при уменьшении объема. Поэтому при сварке легированных сталей необходимо стремиться к уменьшению объема наплавленного металла и выполнять сварочные работы таким образом, чтобы было меньше закрепленных частей свариваемой конструкции. Свобода частей свариваемой конструкции уменьшит возникновение внутренних напряжений.

При сварке чугуна деформаций не возникает, так как при образовании значительных внутренних напряжений образуются трещины.

Для уменьшения деформаций и внутренних напряжений при сварке цветных металлов, имеющих значительный коэффициент линейного и объемного расширения, необходимо увеличивать зазор между свариваемыми кромками и уменьшать объем наплавленного металла, а также требуется жесткое закрепление свариваемых деталей.
^ Способ правки тавровых балок после сварки

http://msd.com.ua/img/svarka/image100.jpg

http://www.ww.motor-remont.ruww.motor-remont.ru/books/4/index.files/image128.jpg

напряжения и деформации при сварке
Рис. 14.2. Виды сварочных деформаций:

а, б — линейные, в, г — угловые, (г — «грибовидность> балки, д — «серповидность» балки); 1-сварной шов, 2, 3 — формы изделия до и после сварки, 4…..7 — последовательность наложения швов; f— стрела прогиба.
^ Деформации и напряжения при сварке стыковых соединений. По продолжительности сварочные напряжения бывают технологические и остаточные. Первые возникают во время сварки (в процессе изменения температуры), вторые — после окончания сварки и полного охлаждения изделия. По направлению действия различают продольные, расположенные параллельно оси шва, и поперечные, расположенные поперек оси шва, линейные сварочные напряжения.

Распределение продольных напряжений при сварке в стыковом шве таково, что на его концах из-за возможности свободной усадки они незначительны, а в средней части имеют достаточно большую величину, достигают предела текучести. При сварке встык продольное сокращение шва вызывает не только продольные, по и поперечные напряжения, поскольку деформированные («изогнутые») листы стремятся распрямиться. Поэтому в средней части сваренных листов возникают напряжения растяжений, а по краям — напряжение сжатия.
При разработке технологического процесса сварки обязательно следует учитывать поперечную и продольную усадку шва. При сварке металла толщиной до 6мм главным образом возникают значительные деформации, а остаточные напряжения бывают небольшими.

^ Деформации и напряжения при сварке тавровых соединений. В сварных конструкциях, имеющих тавровое сечение (состоящих из двух листов), под влиянием продольных и поперечных напряжений и укорочений стенка и пояс тавра деформируются, тавр изгибается по длине. Величина таких деформаций зависит от соотношения размеров стенки и пояса, последовательности наложения сварных швов, величины погонной энергии, условий закрепления таврового сечения и т. д. Чем тоньше пояс и больше ширина вертикальной стенки, тем больше продольные напряжения сварного тавра.

В рассмотренных выше примерах сварки стыковых соединений и тавровых сечений отмечены лишь деформации, происходящие в плоскости свариваемого элемента.

Кроме деформаций в плоскости соединяемых элементов, возникают также и деформации свариваемых листов из плоскости, которые называются угловыми деформациями. На величину угловых деформаций (угол β) влияют размер свариваемых листов, угол раскрытия шва а (чем он меньше, тем меньше деформация), закрепление, количество проходов и т. д. Листы необходимо закреплять как можно ближе к сварному шву. Расстояние крепления от шва при сварке тонких листов должно быть равно 3—6- кратной ширине шва. Крепления, расположенные на значительном расстоянии от шва, практически не оказывают влияния на конечные угловые деформации.


Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconКурсовая работа на тему «Образование в современном мире» пояснительная...
Задание: Рассмотреть проблемы образования в современном мире и пути их решения, их виды и причины возникновения

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconЛекция 10
Вялые параличи, этиология, патогенез, диагностика, клиника, профилактика контрактур и деформаций, лечение, исходы, прогноз

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconИстория дуговой и газовой сварки
Ри Хронологическое дерево «Создание основополагающих сварочных процессов и их развитие» Рис Этапы создания и развития основополагающих...

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconВопросы к экзамену по курсу "Техника высоких напряжений" для студентов...
Классификация перенапряжений. Условия возникновения и основные характеристики атмосферных перенапряжений

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconСварка в особых условиях и областях
Специфические условия, при которых производится сварка, резка или напыление различных изделий привели к разработке уникальных сварочных...

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconВопросы к экзамену по курсу "Техника высоких напряжений" для студентов...
Классификация перенапряжений. Условия возникновения и основные характеристики атмосферных перенапряжений

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconЗанятие №2. [1] Стр. 6-10;[2] Стр. 10-15 Тема классификация и характеристика...
В настоящее время различается более 150 видов сварочных процессов. Гост 19521-74 "Сварка металлов. Классификация" устанавливает классификацию...

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций icon2. Изоляция воздушных линий электропередач. Выбор изоляции вл. Виды...
Для ограничения напряженности электрического поля на элементах конструкции электрических аппаратов, находящихся под высоким напряжением,...

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconТемы эссе по разделу «Экологические аспекты безопасности» Современный...

Лекция № причины возникновения и виды сварочных напряжений и деформаций iconИсследование трехфазной электрической цепи с активной нагрузкой, соединенной по схеме “звезда”
Ами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
userdocs.ru
Главная страница