Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Мероприятия, используемые на стадии разработки проекта сварной конструкции: 1. Назначение минимальных получающихся по расчету на прочность сечений угловых швов. Площадь поперечного сечения и величина погонной энергии сварки при этом сокращаются пропорционально квадрату катета К', Примерно пропорционально Ке уменьшаются усадочная сила и поперечная усадка. х 2. Назначение и использование способов сварки, обеспечивающих минимальные тепловложения на один проход шва. Многопроходная сварка в этом отношении имеет преимущество перед с н „ „ однопроходной. Следует, однако, иметь Рис. 5.
Сварная балка с несиммет- в виду и другие требования, относящиеся Ричным расположением поперечных к качеству металла, скоростям ох. ажшвов дения, стоимости работ и т. д. при переходе от однопроходной к многопроходной сварке. Контактные способы сварки требуют существенно меньшего вложения тепла, чем дуговые способы. 3. Конструирование элементов балочного типа с таким поперечным сечением и расположением продольных сварных швов, чтобы моменты, создаваемые усадочными силами относительно центра тяжести площади поперечного сечения, были взаимно уравновешены.
В этом случае изгиб балок будет минимальным. Не следует располагать по одну сторону поперечные швы (рис. 5); нх усадка может создать значительный изгиб балки. 4. В сложных конструкциях объемного типа предпочтение следует отдавать таким конструктивным решениям, которые позволяют вначале осуществить сборку конструкции на прихватках, а затем сварку. Большая жесткость первоначально собранного элемента, как правило, обеспечивает меньшие изгибы конструкции при сварке, чем последовательная сборка и сварка конструкции методом наращивания. 5.
В необходимых случаях следует использовать такие конструктивные решения, которые бы позволяли отдельным элементам конструкции беспрепятственно сокращаться, ие вызывая искажения формы конструкции в целом. На- пример при наличии нылы~п)ы~ы~ м~сди ~ пй см,щен„ происходит свободно, изменяя лишь размер нахлестки.
6, В конструкциях с тонкостенными элементами желательно тельно располагать швы на жестких каркасах, чтобы уменьшить коробление, 7. Если появление значительных искажений от сварки неизбежно, необходимо предусмотреть возможность правки конструкции тем илн иным способом, При этом должен быть обеспечен доступ к необходимым местам дл Приемы рационального конструирования разнообразны и не исчерпываются перечисленными выше способами.
Мероприятия, используемые на стадии разработки технологии и при ос и;ветвлении сварки; при осуп',ег. Рациональная последовательность выполнения сборочно-сварочных операций. Пути решения этой сложной задачи разнообразны и не могут быть здесь г;, ложены конкретно. В частности, они состоят в том„чтобы выбрать такую последовательность присоединения элементов друг к другу, чтобы остаточные искажения были минимальными.
Расчленение конструкции на отдельные узлы, которые могут быть изготовлены с минимальными отклонениями, а затем соединены вместе, также является примером выбора рационального пути ее изготовления. Порядок наложения швов в собранной конструкции также можно рассматривать как средство регулирования величины остаточных перемещений. 2. Назначение экономичных режимов или способов сварки, обеспечивающих снижение тепловложения или такой характер протекающих деформаций, который отвечает предъявляемым требованиям. Например, если требования в отношении излома оси длинной трубы прн заварке кольцевого шва очень жесткие, то целесообразно применить многопроходную сварку вместо однопроходной, так как в этом случае можно избежать излома продольной оси трубы в зоне сварного соединения. Подбор присадочных материалов с целью регулирования величины усадочной силы эффективен в отношении материалов, испытывающих структурные превращения прн низких температурах.
3. Разработка необходимой оснастки для закрепления собираемых и свариваемых элементов. Закрепление изделий в приспособлениях эффективно лишь в отношении временных перемещений и тех искажений, которые от ннх возникают прн постановке прихваток илн в процессе сварки без прихваток. Положительный результат достигается за счет жесткости приспособления, Частными примерами эффективного использования являются: а) прижатие кромок тонких листов или кромок при сварке кольцевых швов; б) скрепление деталей скобами или сухарями три электрошлаковой сварке для уменьшения перемещений.
Остаточные прогибы балок при закреплении их в приспособлениях уменьшаются незначительно, 4. Пластическая деформация элементов, подлежащих сварке, с целью создания перемещений, противоположных сварочным. Применяют предварительный изгиб полок балок для уменьшения грнбовидности после сварки, раскатывают края цилиндрических или сферических оболочек для уменьшения корсетного сокращения от кольцевого шва, производят местнуго штамповку вблизи отверстий оболочек перед вваркой в ннх элементов круговыми швами.
5. Сборка заготовок и назначение их размеров с учетом последующей усадки. Например, использование углового излома (рис. 6, а) или сборка с переменным зазором (рис. 6, б) для компенсации угловых перемещений, назначение завышенной длины элементов с учетом последующей усадки, раскрой стенки балки с начальной кривизной (рис. 6, в). Кэтггы же мероприятиям относятся натяжение листов перед сваркой с целью их удлинения, если они могут потерять устойчивость после сварки вследствие усадкн (рис.
6, е); удлинение листов путем их предварительного подогрева перед сборкой на прнхватках (рис. 6, д), 6. Уменьшение площади зоны пластических деформаций путем искусственного охлаждения свариваемых элементов, например путем полива водой, обдува газом или газоводяной смесью, подвода охлаждаемых зажимов в зону сварки. В некоторых случаях положительный эффект может бьггь достигнут путем об пего подогрева изделья, 391 чГ4 Роз=рот ~/ у' йз (4) или ч Гбз Роз' Роз ~Г ° (6) Рис. 6. Схемы создания перемещений, противоположных сварочным г чг-~! 1! — !г — т +- — Н вЂ” -+~ — -т — -Н .4 !Х! !1! !! !! !! !! ! ! ! ! Рнс. 7.
Схема использования сдвига электродов при сварке для создания напряжений растяжения в тонком листе ганы нагрева. она иазроба а) нуля: й Г !0,!айат Ро=з !г' Е (3) Уменьшение сварочных дегрормации, напряжений и перемещений 7 С д ние напряжений растяжения в зоне сварного соединения путем изгиба или растяжения детали в приспособлении, Сварка по растянутому металлу уменьшает усадочную силу. 8. Создание непосредственно после сварки пластических деформаци удлин ния металла путем его проковки либо специальным инструментом, например е при сварке плавлением, либо сварочным электродом при точечной контактн к ной сварке.
9. Создание в процессе точечной сварки направленного смещения свариваемых элементов для компенсации ожидаемой усадки. Например, потеря устойчивости тонкого листа может быть предотвращена (рис. 7) путем его сдвига относительно каркаса в процессе сварки. Правка элементов конструкций после сварки. !. В случае механической правки используют ра н ь ют разнообразные приемы и методы для создания пластических деформаций в зонах, где металл испытал усадку, Это гибка, ра т , рковка, прокатка, осаживание участков металла по толщине под прессом, приловибрации и т.
п. При этом в пределах зоны пластических деформаций прн сварке стремятся получить сумму остаточных пластических деф р ", р у нулю, что обеспечивает Р , = О. Для случая прокатки сварных соединений ци- линдрическими роликами установлены следующие закономерности и правила применения прокатки. Прокатке подвергают участки, где необходимо создать пластические деформации удлинения за счет осадки металла по толщине. Обычно б о олошовная зона и шов.
Ролики должны иметь гладкую цилиндрическую поверхность. В случае отсутствия возможности захватить всю околошовную зону с одной стороны шва за один проход, осуществляют поочередную прокатку в последовательности, показанной цифрами на рис. 8. Существует определенное давление на ролики р„при котором остаточные начальные напряжения близкие к пределу текучести оизч ~ ат, снижаются после прокатки до 1 где в, й — ширина и диаметр рабочего пояска роликов, см; о„Š— соответственно предел текучести и модуль упругости прокатываемого металла, кгс1смз! 6 — тол- щина металла в зоне прокатки, см, Уменьшение перемещений в элементах конструкций д "енин из определенного металла то при ис \ п льзовании роликов диаметром йз вместо роликов диаметром с1, или изменении толщи ы давления шины металла от бй до бз Повторная прокатка при неизменном давлении вызывает пластическую деформа- катки.
цию, составляоощую не более 10 — !5% деформации металла после пер й п рво йро- Рис. 8. Схемы прокатки роликами: и — прокатка всей зоны пластических деформаций поочередно; б — в средней части зоны пластических деформаций создан перекат; в — глав не прокатав 2.
В случае термической правки нагревом стремятся вызвать усадку таких участков конструкции, чтобы устранить нежелательные перемещения, возникшие после сварки. Например, при изгибе балок после сварки нагревают растянутую часть (рнс. 9, а), а при правке листов, потерявших устойчивость, нагревают металл в зоне хлопуна (рис. 9, б). Приемы правки, температура нагрева металла, Рис. 9. Схемы расположения зон нагрева при термической правке различных конструкций: а — балочного типа; б — листовых применяемые источники тепла, форма зон нагрева подробно рассмотрены в работе (6!. 3. Правка сложных элементов конструкций возможна путем их высокого отпуска или отжига в зажимных приспособлениях.
В этом случае изделию придают необходимую форму, закрепляя его в приспособлении. Затем во время пребывания в печи в изделии протекают пластические деформации и почти полностью СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ В ПРОЦЕССЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ (горячие трещины) ОСНОВЫ ТЕОРИИ Уменыиение сварочных деформаций, напряжен!тй и перемеьценн й исчезают упругие деформации. После освобождения из приспособления изделие сохраняет необходимую форму, Подробные сведения о различных методах устра- нения сварочных деформаций и напряжений приведены в работе 141. !.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
