Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Нередко возникает необходимость определения поперечной усадки листового элемента, к которому ранее были приварены ребро или стенка. Например, пояс / (рис. 22, а) испытывает усадку на базе Б при приварке к нему накладки 2 швом /; стенка 3 при этом препятствует поперечной усадке пояса вследствие того, что она ранее присоединена швом /1, катет которого К. Аналогичная ситуация возникает и коробчатой балке, показанной на рис. 22, б, при приварке накладки 2 к поясу 1, ранее приваренному к стенкам 3 швами с катетом К.
Присутствие стенки сильно изменяет распределение поперечной усадки в полке шириной Б. На рис. 22, в показано фактическое (1) и схематизированное (2) распределение поперечной усадки. Многочисленными опытами было показано, что при практических расчетах средней поперечной усадки аппп.ср условно можно полагать, что она изменяется скачком: на участке 1, имеет величину Л„ а на остальной части сохраняется неизменной. Размер 1, принима!от равным 6, + 2К (в случае, представленном на рис.
22, а) когда стенка приварена с двух сторон, или 6, + К (в случае, представленном на рис. 22, б), когда стенка приварена швом с одной стороны. Поперечная усадка Лс на этом участке 1, определяется по формуле (38) с использованием коэффициента А из табл, 3 для предельно 369 Перемещения при сварке конструкций Деформации, напряжения и перемещения при сварке малых —, т. е. А = 0,15, и толщины б в формуле (38), равной (6„+ К). Велиос чина (ба+ К) отражает эффективную толщину металла, испытывающего усадку. На остальной части полки ( — ! ) усадка Лооп вычисляется без учета влияния стенки при толщине б бп.
Средняя поперечная усадка: для случая на рис. 22, а !сс»с+(В !с) бпоп . Аппп, ср В ! (40) для случая на рис, 22, б 2!с»с+(В 2!с) А Аппп. ср и= (41) Если угловой шов образован за несколько проходов (рис. 23), то поперечная усадка от отдельных проходов суммируется, однако необходимо учитывать сле- Рис. 23. Расположение слоев в многослойном угловом шве. и, о — трехпроходное тавровое и нахлесточное соединение; в— питипроходное тавровое соединение дующее. Слои 2 или 4, которые укладываются рядом со слоем 1 на элемент, испытывающий поперечную усадку на базе Б, вызывают поперечную усадку, составляющую 0,5 — 0,7 от усадки, вызванной первым проходом.
Слои типа 3 и 5, смещенные на привариваемый элемент (на стенку или на нахлесточный лист), до- Рис. 24. Угловые перемещения р в различных сварных соединениях полнительной поперечной усадки не создают. Рекомендации по определению поперечной усадки в многослойных стыковых швах можно найти в работе 110). Угловое перемещение р. Вследствие неравномерной поперечной усадки по толщине листа 6 (рис. 24, и — в) или вследствие неравномерной усадки многослойного шва (рис.
24, г, д) возникает поворот одной части пластины относительно другой, в результате чего появляется угловое перемещение р, При наплавке валика на пластину или при укладке угловых швов величина (1 зависит от отношения глубины О провара к толщине 6 пластины, формы провара, его ширины„скорости сварки и длины шва. Общая закономерность изменения б от Н/6 показана на рис.
25. При сварке втавр двумя однопроходными угловыми швами (см. рис. 24, е) угол ~х представляет собой сумму углов: 1 — р1 от неравномерной усадки листа б„при сварке шва; 2 — (1» от неравномерной усадки листа прн сварке шва; р от усадки собственно шва 2 в направлении его гипотенузы: (42) ~х ~ 1+~2+~ ш' Рис, 25. Характер зависимости углового перемещения р от относительной глубины провара Н/б Рт. =0.1 ~-б — - — 01 (43) и „Чп.
пр Путем перестроения кривой —,=10800, на рис, 26 получена зависимость бй бй ~х для разных катетов в функции бп (рис. 27), которая относится к сварке сталей. Аналогичный внд имеют кривые и для алюминиевых сплавов. На рис 28 приведены кривые для определения !)х при сварке двух угловых однопроходных швов в тавровом соединении из алюминиевых сплавов АМг5 и АМг6. Данные получены экспериментально при толщинах полок ! 0,16, 30,40 мм и соответственно толщинах стенок 8,10 и 20 мм. Швы с катетами 6 — 10 мм на полках толщиной до 20 мм выполняли электродной проволокой диаметром 2 и 3 мм; с катетами 1Π— 14 мм на полках толщиной более 20 мм — проволокой диаметром 3 и 4 мм; сварка автоматическая «в лодочку» на токах 230 — 450 А с проплавлением вершины угла; второй шов сваривали в противоположном направлении.
Большое разнообразие вариантов укладки многослойных стыковых и угловых швов затрудняет аналитическое описание )1. В этих случаях целесообразно использовать экспериментальный путь определения р на образцах. Смещение Л . Имеется ряд причин, вызывающих перемещение краев свариваемых встык листов в направлении ОЯ вЂ” перпендикулярно к поверхности пластин; это — неравномерный нагрев металла по толщине, потеря устойчивости тонкого металла, перемещения в радиальном направлении при сварке оболочек, неправильная сборка и другие.
Довольно заметны перемещения краев алюми- Величина Р невелика по сРавнению с Ц1 и Ра. ПРиблизительно ~х можно считать как удвоенную величину угла 1),. На рис. 26 представлены данные о ((х в зависимости от К/б„в !12!. Примерно до К = 0,5 б„угловое перемещение = 2р„= 2ра тем больше, чем больше катет шва. Но один и тот же катет может быть выполнен при раз- /7 личных погонных энергиях сварки, т. е. при разном количестве погонной энергии дп ир, вводимой в пояс. Поэтому имеется рассеяние прн одном и том же К/6„. Ббльшим погонным энергиям проплавления вн „ на этом участке соответствуют ббльшие перемещения ~х.
При больших погонных энергиях уп пр наступает почти полный прова р пояса при относительно малых К/бп, и перемещения !1 начинают уменьшаться. При малых энергиях проплав- Чп. пр 1 ления, =7500 —,,— перемещение ()~ возра- бй бй стает вплоть до К = бп. Для приближенных ра- Ю счетов на участке восходящих ветвей кривых на рис.
25 рекомендуется прямая 370 Перемещения при сварке конструкц,и 371 0,0» 29 приведен пример, показывающий, удлиняется в окружном направлении ш в радиальном направлении, Кромка гп гп гг 0 'аУ, мм х1х Пппссила лрпмки г паапа ссапки о »и гп 0 гп »п, 0/ П» 0 гг сМ а/ п,пе ппг 0 гп гп 00 40 Деформации, напряжения и перемещения при сварке ниевых оболочек при сварке кольцевых швов, Смещение Л возникает тогда. когда эти перемещения неодинаковы, например, при сварке тонкостенной обе- о ог д» 00 00 го гг г» К Рис. 26. Зависимость угловых перемещений ~х поясных стальных листов от отношения К!бп при разных ап п п'пр 1дж1смв1 Н вЂ” 7500 —; г1 — !ОООО 22К ~а Оа п п п 0. '— 56200 ~0 ) чайки с жестким шпангоутом.
На рис. что тонкостенная обечайка от нагрева и создаег вследствие этого перемещения Рис, 27. Зависимость угловых перемещений ~х от толщины поясного листа бп и катета К угловых швов при сварке сталей с ап.„= 10 500 К' жесткого шпангоута перемещается незначительно, В момент сваривания фиксируется разность перемещений ю в виде смещения Ь», которое сохраняется и после полного остывания, ния 1 — 1, 11 — 11 и гие и Смещение Ь„, В процессе наплавки валика на пласти астину поперечные сече — — и другие (рис, 30, а) не остаются плоскими, а искривляются вследствие различного продольного перемещения и точек в нап авлении оси Х.
Аналогичная картина наблюдается к в направлении оси Х. при сварке по краю пластины (рис. 30, б). Максимальные переме- пхмм у,'!05 ар щения в пределах рассматриваемого сечения возникают по линии ча Ю движения источника тепла, т. е. ~ го по оси Х. Величина перемещений и 0 при прочих равных условиях проса е 100 порциональна — —, т. е. зази- ~ 0 су исб ~~ а я сит от удельной погонной энергии, в Ка!гММ вводимой в пластину, и теплофизических свойств металла. При д сварке двух элементов встык, втавр или внахлестку продольные пере- К=омм мещения и, и и, свариваемых точек могут быть различными, и шов зафиксирует взаимное смещение 02х= и, — и,. Прн сварке встык одинаковых пластин с равномерным введением тепла в каждую из них такое смещение не возникает.
При сварке втавр или внахлестку даже при введении тепла пропорционально приведенным толщинам свариваемых элементов 26 и 6, когда температурные поля в них совершенно одинаковы, возникают неодинаковые переме пластины и ик края пластины. Величина ик примерно в 1,5 раза больше и„В мо- и гп гп .70 Юми У Рис. 28. Зависимость углового перемещения ~х для алюминиевых сплавов при сварке двух угловых швов Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
