Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Теория темпеРатурных напряжений. М., Мир, 196Ч. 2 Винокуров В. А., Григорьянц А. Г. Теоретическое определение временных и остаточных деформаций н напРяжений прн сваРке пластин применительно к титановым и алюминиевым сплавам — Сварочное ппонзводство, 1966, № б, с, 2 — Ч. 3. Винокуров В. А„ГРИГОРЬЯНЦ А.
Г., ШУбЛВДЗЕ Т. Г. Определенне временных деформаций н нвпряженнй при сваРке для случая плоского напряженного состояния— Сварочное производство, 1976, № а, с. 1 — 4. г, винокуров В. А., Калинкин В. Н. Исследование перемещений цилиндрических обечэек прн элентрошлвковой сверке кольцев огб швв. — Автоматическая сварка, 1976, № 6, с. б — 9. 882 !ест=! Деформации, напряжения и леремеи(ения при сварке 5, Винокуров В, А. Сварочные деформации и напряжения. М., Машиностроение. 1968. 236 с. 6, Гатовский К. М, Определение сварочнь>х деформаций и напряжений с учетом структурных прсврагцений металла. — Сварочное производство, 1973, № 11„с. 3 — 6.
7, Гуща О. И., Лебедев В. К. Измерение остаточных напряжений в сварных соединениях без разрушения — Автоматическая сварка, 1969, № 1, с, 42 — 44, 8. Зенкевич О Метод конечных элементов в технико. М., Мир, 1975. 275 с. 9, Игнатьева В. С. 71риближенные методы вычисления остаточных сварочных напряжений при однопроходной стыковой сварке. — В кнн Стальные конструкции. М., Госстройиздат, 1962. 1О. Кузьминов Тн А, Сварочные деформации судовых корпусных конструкций. Л., Судостроение, 1974. 286 с. 11.
Махненко В. И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. Киев, Наукова думна, 1976. 320 с. 12. Онерблом И. О., Демянцевич В. П., Байкова И. П. Проектирование технологии изготовления сварных конструкций, Л., Судпромгиз, 1963. 602 с. 13. Орехов Г. Т. Определение остаточных сварочных напряжений магнитоупругим методом — Автоматическая сварка, 1974, № 4, с.
30 — 32. 14. Постнов В. А., Хархурим И, Я, Метод конечных элементов н расчетах судовых конструкций. Л., Судостроение, 1974. 15. Прохоров Н. И., Прохоров Н. И. Расчет деформаций в процессе сварки при наложении вали ка на кромку пластины — Автоматическая сварка, 1964. № 5.
16. Талыпов Г. Б. Сварочные деформации и напряжения. Л., Машиностроение, 1973. ".80 с. 17. Финн К., Рорбах Х. Измерение напряжений и деформаций. М., Машгиз, 1961, Глава 13 МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ, НАПРЯЖЕНИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В подавляющем большинстве случаев возникающие при сварке деформации, напряжения и перемещения отрицательно влияют на технологический процесс производства сварных конструкций, а также на их качество и работоспособность. Методы уменьшения влияния сварочных деформаций, напряжений и перемещений условно делят на две группы в зависимости от того, предназначены ли они для уменьшения сварочных напряжений или для уменьшения искажений форм и размеров сварных конструкций.
ВЛИЯНИЕ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ, НАПРЯЖЕНИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ И КАЧЕСТВО КОНСТРУКЦИЙ Влияние пластических деформаций и остаточных напряжений обычно рассматривают совместно. 1. В процессе обработки резанием при съеме металла, имеющего остаточные напряжения, происходит перераспределение сил внутри детали. Возникает деформация ранее обработанных поверхностей и искажение достигнутой точности. Если деталь закреплена таким образом, что в процессе резания искажения не возникают, то они обнаруживаются впоследствии после освобождения детали от закреплений. 2.
Если рабочие напряжения, складываясь с остаточными, создают такие напряженные состояния, при которых происходят пластические деформации в металле, то жесткость детали при первом нагружении оказывается меньше расчетной. После снятия нагрузки обнаруживаются искажения размеров и точности, которые были до нагружения детали. При последу!ощих нагружениях циклического характера величина искажений может возрастать. Например, для случая, представленного иа рис. 1, участок 2, в котором действуют остаточные напряжения растяжения, близкие к о„выключается из работы вследствие протекания пластических деформаций (рис, 1, в). Остаточный прогиб где 7 — прогиб под нагрузкой балки без остаточных напряжений; 7 — полный момент инерции сечения балки относительно оси х — х (рис.
1, и); 1' — момент инерции части сечения балки относительно оси х' — х' (заштриховано на рис. 1, в). 8, Остаточные напряжения сжатия отрицательно влияют на местную устойчивость тонкостенных элементов сварных конструкций. Нередко потеря устойчивости тонколистовых элементов возникает только от остаточных напряжений.
4. Пластические деформации металла при сварке, его старение, в особенности в зоне концентраторов, остаточные напряжения растяжения могут значительно понизить сопротивляемость сварной конструкции хрупким разрушениям. Это один из наиболее существенных случаев отрицательного влияния сварки на хладноломкость сварных конструкций, Происходит снижение деформационной 384 Д д) Уменьшение сварочных деформаций, напряжений и перемещений способности сварных соединений, смещение критических температур хрупкости в область более высоких температур. 5. Остаточные напряжения растяжения снижают прочность сварных соединений и конструкций при переменных нагрузках, Отрицательное влияние наиболее заметно, когда величина и концентрация рабочих напряжений невелики [2, 6) 1см.
также гл. 4), 6. Остаточные трехосные напряжения растяжения с примерно равными компонентами образуют такую схему напряжений, при которой, несмотря на большую величину отдельных компонентов, они не способны вызывать пластическую деформацию металла из-за низкой величины эквивалентного напряжения, Такие напряженные состояния способны вызвать хрупкие разрушения, в особенности при невысоком качестве металла и дефектах в нем. Жесткая схема напряжений возникает тогда, когда сокрашению металла при остывании препятствуют во всех трех направлениях более холодные участки металла.
Рис. 1. Схемы нагружения сварной балки с остаточными напряжениями; и — балка; б — зоны с высокимн остаточными напряжениями растяжения; в — сечение балки, воспринимающее нагрузку при изгибе (заштриховано) 7. Остаточные напряжения создают в сварной конструкции потенциальную энергию, которая частично илн в значительной степени может быть истрачена на распространение начавшегося разрушения. Основное количество энергии сосредоточено в зонах с высокими растягивающими напряжениями. Это подтверждает формула, выражающая количество энергии в единице объема прн одноосном напряжении: 2Е' (2) 8. Остаточные напряжения растяжения и пластические деформации могут вызывать интенсификацию процессов коррозии и коррозионного растрескивания [5) 1сзь также гл.
7), 9. Деформации металла и напряжения в высокотемпературной зоне сварного соединения, которые возникают непосредственно в процессе сварки, способны вызвать крнсталлизационные 1горячие) трещины 1см. гл. 14), 10. Остаточные напряжения растяжения являются одной из основных причин образования холодных трещин при сварке (см. гл, 14). Влияние перемещений, вызванных сваркой, также может оказаться неблагоприятным в некоторых случаях.
1. Остаточные перемещения, как правило, затрудняют сборку элементов сварных конструкций или делают ее даже невозможной, Это происходит потому, что форма и размеры стыкуемых участков конструкции не совпадают с проектными, требуют правки, подгонки и специальных мер во время сварки, чтобы обеспечить ее качественное выполнение. 2. Временные перемещения могут отрицательно влиять на качественное ведение процесса сварки, например в случае сварки тонкого металла, когда кромки теряют устойчивость, прн электрошлаковой сварке, когда существенно изменяется зазор, и во многих других случаях, Уменыиение напряжений и деформаций н металле 3.
Значительные остаточные перемещения нередко являются причино из-за которой приходится назначать увеличенные припуски на механическую обработку, так как возникающие искажения сварной конструкции не позволяют обработать поверхности с получением заданных чертежом размеров. 4. Некоторые виды перемещений изменяют геометрические характеристики сечений, например уменьшают момент инерции сечения двутавровой балки при появлении грибовидности полки.
Это приводит к росту напряжений от нагрузок. 5. Чрезмерные искажения формы тонкостенного элемента конструкции снижают его устойчивость. Изгибы сварных стоек и других элементов, работающих на сжатие, ухудшают их несущую способность. 6. Эксплуатационные свойства некоторых машин и других объектов, выполненных сваркой, могут быть заметно ухудшены возникшими остаточными перемещениями.
Например, сопротивление потоку жидкости или газа увеличивается в судах и летательных аппаратах из-за искажений формы поверхностей. Силы трения и сопротивления в машинах и механизмах могут возрастать, если после сварки, вызвавшей искажение размеров, не проводится последующая механическая обработка. 7. Остаточные перемещения после сварки могут превосходить заданные чертежами допуски на отклонения от проектных размеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
