Корзина
2 отзыва
+79218738350
Производители
Контакты
ООО "Кранремпроект" - изготовление, монтаж, ремонт, модернизация грузоподъемных кранов
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или индивидуального предпринимателя.
+7921873-83-50
Андрей Владимирович
РоссияСанкт-ПетербургНабережная реки Екатерингофки, д.29/31.
Карта

Мероприятия по уменьшению деформаций при сварке

Мероприятия по уменьшению деформаций при сварке

Образование остаточных напряжений и деформаций при сварке вызывается одной и той же причиной, именно появлением внутренних усилий при местном нагреве металла до пластического состояния. Оба эти явления находятся во взаимной связи между собой, но пpoявляются при сварке конструкций в различной степени и во многих случаях в противоположных направлениях.

Деформации при сварке

В сварных конструкциях, изготовленных без заметных искривлений, остаточные напряжения растяжения достигают весьма высоких значений. Наоборот, в сильно деформированных при сварке конструкциях величина остаточных напряжений растяжения понижена. Вследствие этого некоторые мероприятия по уменьшению остаточных деформаций противоположны мероприятиям по уменьшению остаточных напряжений. Все же в числе мероприятий по уменьшению остаточных напряжений растяжения есть такие, которые ведут к уменьшению деформаций. Мероприятия по борьбе с деформациями можно разделить на три вида: конструктивные, технологические, проводимые в процессе сварки, и технологические, проводимые после сварки.

Основное внимание при изготовлении сварных конструкций необходимо сосредоточить на мероприятиях конструктивных и технологических, выполняемых в процессе сварки. Что касается мероприятий по уменьшению деформаций после сварки, которые главным образом сводятся к холодной и горячей правке искривленных сваркой изделий, то применение их на практике нерационально. Холодную или горячую правку после сварки можно применять только в крайних случаях, так как холодная и горячая правка, помимо дополнительных трудоемких операций, приводят к увеличению остаточных напряжений растяжения в активной зоне и к исчерпыванию пластических свойств в металле шва. Последнее понижает вибрационную и ударную выносливость сварных конструкций и приводит иногда к разрывам и трещинам в процессе правки или эксплуатации. Для ответственных конструкций холодная и горячая правка не опасна и безвредна только в том случае, если после правки производится снятие напряжений путем термического отпуска.

Главная цель конструктивных и технологических мероприятий, выполняемых в процессе сварки, состоит в том, чтобы не допустить искривления продольной и поперечной осей конструкции и чтобы избежать выпучивания или волнистости листов от потери устойчивости. К числу конструктивных мероприятий относятся следующие:

1. Сечение швов не должно быть больше, чем требуется по условиям прочности.

2. Швы необходимо располагать возможно ближе к осям, проходящим через центр тяжести изделия, или на самих осях.

3. Центр тяжести поперечных сечений двух параллельных швов должен совпадать с центром тяжести поперечного сечения свариваемой конструкции.

4. Количество швов в конструкции следует проектировать возможно меньшее для уменьшения усадочных усилий, действующих в ней.

5. Припуски деталей на усадку должны быть установлены правильно, чтобы после сварки размеры конструкции соответствовали запроектированным.

6. Для ограничения угловой деформации, т. е. выхода деталей из плоскости соединения, необходимо уменьшать угол раскроя V-образных швов или применять X-образные швы при больших толщинах свариваемых листов.

7. Предусматривать в кондукторах зажимы для правильной установки деталей при сборке. Причем характер действия зажимов должен обеспечивать свободное перемещение деталей в их плоскости по направлению поперечной усадки и задерживать повороты деталей, т. е. препятствовать угловой деформации.

8. В конструкциях коробчатого сечения и в плоских конструкциях, имеющих замкнутые контуры сварных швов, с целью ограничения возможных выпучин или вогнутостей в листовых деталях от потери устойчивости необходимо предусматривать постановку ограничений в виде распорок, диафрагм ребер жесткости.

В правильно запроектированной конструкции с симметричным расположением соединяемых деталей при наличии рациональных приспособлений коробление может быть совсем устранено или сведено к минимуму путем соответствующей последовательности наложения швов. К технологическим мероприятиям по уменьшению деформаций, проводимым в процессе сварки относятся следующие:

1. Правильный выбор режима сварки. Режим сварки должен быть выбран таким, чтобы ширина активной зоны была возможно меньше. Для этого следует повышать скорость сварки, чтобы удельная энергия нагрева была меньше. Для равномерного нагрева металла по толщине целесообразно повышать плотность тока, чтобы провар металла был глубоким. Глубокий провар поясных швов тавровых и стыковых соединений ведет к выравниванию поперечной усадки по толщине шва и уменьшению угловой деформации. В некоторых случаях при выполнении второго из двух симметричных относительно оси изделия швов целесообразно повышать режим сварки для увеличения активной зоны, чтобы усилиями второго шва полностью устранить прогиб, вызванный наложением первого шва.

2. Наложение швов вести в таком порядке, при котором деформирование от предыдущего шва ликвидируется обратной деформацией после наложения последующего шва. Противоположные параллельные швы во многих случаях целесообразно выполнять одновременно или попеременно участками.

3. При обратноступенчатом методе сварки деформация меньше, так как внутренние усилия, порождаемые усадкой на участках шва, действуют на сравнительно небольшие области металла и на соседних участках они направлены в противоположные стороны.

4. Проковка швов в процессе сварки заметно уменьшает деформации. Проковка уплотняет шов путем расплющивания остывающего слоя наплавки и в результате уменьшает действие усадки шва. Последний облицовочный слой шва проковывать не рекомендуется, чтобы не вызвать появления трещин на поверхности шва.

5. Предварительный подогрев всего свариваемого изделия ведет к понижению остаточных напряжений и уменьшению остаточных деформаций.

6. Искусственное охлаждение разогретого металла путем теплоотводящих подкладок или при помощи проточной воды уменьшает активную зону и снижает продольную усадку. Однако такое мероприятие при одностороннем действии может вызвать неравномерность нагрева по толщине металла и способствовать появлению угловой деформации.

7. Для устранения прогиба применяют предварительный выгиб свариваемых изделия. Пластический обратный выгиб перед сваркой ограничивает изгиб после окончания сварки. Действие момента от усадочного усилия при сварке уравновешивается упругим противодействием волокон удаленного от шва края изделия, в которых при предварительном выгибе образовались пластические деформации сжатия.

8. Стыки тонколистовых соединений резервуаров и оболочек целесообразно сваривать на магнитных стендах. Магнитные стенды не препятствуют поперечной усадке в плоскости листов, но удерживают листы от поворота и уменьшают угловую деформацию. Последующая вальцовка полотнищ для придания им цилиндрической формы значительно устраняет угловые деформации и местное выпучивание листов.

9. При сварке тонких листов по замкнутому контуру средняя область листа, подвергаясь всестороннему сжатию от действия усадочных усилий вдоль шва, выпучивается от потери устойчивости. Для избежания выпучивания целесообразно перед сваркой произвести местный подогрев средней области листа, т. е. нагрев места листа, в котором ожидается вершина выпучивания.

10. Для уменьшения коробления и появления волнистости на свободной кромке широкого листа при приварке его другой кромки к какой-либо детали у свободной кромки прихватывают временные жесткости в виде уголков или полос, которые после сварки удаляют.

11. Сварка деталей в закрепленном положении и сварка в кондукторах снижает остаточные деформации.

12. Для устранения выпучивания или волнистости от потери устойчивости тонколистовыми элементами сварной конструкции весьма эффективным мероприятием является предварительное растяжение тонких листов и приварка их в растянутом состоянии к другим элементам конструкции или сварка в растянутом состоянии друг с другом. В результате остаточные реактивные напряжения осевого сжатия значительно уменьшаются, и явление потери устойчивости устраняется.

Мероприятия по устранению деформаций после сварки состоят в холодной и горячей правке сварных конструкций. Холодная правка достигается образованием пластических деформаций растяжения в металле шва и пластического сжатия волокон основного металла на противоположной шву стороне изделия путем выгиба изделия в обратную сторону. В результате холодного гиба в подвергавшихся сжатию волокнах основного металла образуются остаточные напряжения растяжения, которые уравновешивают действие усадочного усилия и держат изделие в выпрямленном состоянии. Метод громоздкий, требует больших усилий, и при этом исчерпывается запас пластических свойств наплавленного металла. Возможно также образование трещин и разрывов в сварных швах в процессе правки.

Горячая правка производится местным нагревом до пластического состояния выпуклой стороны изделия. После остывания в местах нагрева появляются остаточные напряжения растяжения, которые распрямляют изделие и держат его в выпрямленном состоянии. При горячей правке местный нагрев производят газопламенной горелкой секторов или наложением холостого валика на поверхности изделия в точках. Горячая правка, как и холодная, ведет к повышению остаточных напряжений в сварных швах и к исчерпыванию пластических свойств в активной зоне, поэтому после холодной и горячей правки целесообразно для снятия остаточных напряжений производить термический отпуск сварного изделия.

vkontakte facebook twitter

Сварка металлов, Справочник мастера и рабочего г.Новосибирск 1963г.

Предыдущие статьи