книга1 с (1085852), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

фициент линейного расширения;' —объемная теплоемкость см. табл. 7.1).

После максимального сближения в точке О кромки на стадии охлаждения отходят в обратном направлении, пока металл нахо­дится в жидком состоянии или имеет низкий предел текучести. В некоторой точке F металл приобретает достаточную прочность, и величина обозначается как поперечная усадка

В зависимости от усло­вий и способа сварки имеет разные значения:

(8.9)

где А — эмпирический коэффици­ент. При электрошлаковой сварке А = 1,6- при. электродугоЕок сварке с полным проплавлением

Абсолютное значение из-

меняется в широких пределах в зависимости от вводимой при свар­ке энергии. При дуговой одно­проходной сварке стыкового со­единения металлов толщиной до 3^-5 мм составляет обычно

десятые доли миллиметра, до 5— 20 мм мм, при электрошлаковой сварке

мм и более. Поперечная усадка в случае неполного про-плавления листа, например в нахлесточных и тавровых соедине­ниях, также имеет большое практическое значение. Коэффициенты А, входящие в формулу (8.9), для случая неполного проплавления приведены в справочнике [8].

При определении по формуле (8.9) — это эффективная

мощность, вводимая в пластину, для которой находят попереч­ную усадку. Для нахлесточных и тавровых соединений определе­ние эффективной мощности , вводимой в лист толщиной к ко­торому приваривают другой лист толщиной , приближенно можно проводить по формуле

где — полная эффективная мощность источника нагрева. По­перечная усадка может быть определена экспериментально путем измерения баз, расположенных поперек шва с одной и другой сто­рон пластины. Размер измеряемых баз должен быть больше ши­рины зоны, которая нагревалась до 150 (для сталей). Вели­чина находится как полусумма значений, полученных на ли­цевой и обратной сторонах.

8 Г. А. Николаев и др. 209

3. Неравномерные по толщине попереч­ные пластические дефопмаци и, образующие угловое перемещение в зоне сварного

соединения. Неравномерные по толщине или неравномер­ные по сечению многослойного шва поперечные пластические де­формации вызывают поворот одной части пластины отно­сительно другой на угол (рис. 8.6). При проплавлении целой

Рис. 8.6. Угловое перемещение при сварке стыковых (а, б), нахле-сточных (в), тавровых (г — ё) соединений

пластины или.выполнении углового шва угол зависит от отно­шения глубины провара к толщине пластины, формы провара и его ширины] Характер зависимости показан на рис. 8.7.

При малой глубине провара непроваренная часть сопротивляется усадке проваренной части. При большой глубине провара эпю­ра достаточно равномерна по толщине. В обоих случаях угол , мал. Однако и при полном проваре часто возникает угол

поворота (пунктирная линия на схеме рис. 8.7). При сварке двух однопроходных швов (см. рис. 8.6, ё) угол определяется суммой углов от неравномерной усад­ки листа при сварке шва от не­равномерной усадки шва 2 и " от усадки собственно шва 2 в направлении его гипо­тенузы. Угол мал по сравнению с при­мерно одинаковыми и Поэтому угол При угол в радианах для сталей можно прибли­ женно вычислить по формуле

Рис. 8.7. Характер зави­симости от

Шов с одним и тем же катетом К можно выполнить с большим или меньшим проплавлением листа. Поэтому зависимость (8.11) справедлива при эффективной погонной энергии, вводимой в лист,

для а при для , где К выражено в см, а ' —

в Дж/см; можно определить по формуле (8.10). Для случая на рис. 8.8 показана зависимость от тол-

210

щины листа и катета шва К- Уменьшение пои малых вы­звано ростом относительного проплавления __ (см. рис. 8.7). Аналогичный вид имеют кривые и для алюминиевых сплавов АМг5В, АМгб, АМг61 при сварке двух угловых одно-

проходных швов. На рис. 8.9 показано также перемещение края полки при

Рис. 8.8. Зависимость от и при сварке сталей

Аналитических зависимостей углов для широкого изменения условий сварки нет. Значения несложно получить эксперимен­тально, используя профилограммы в перпендикулярном шву на­правлении.

4. П е р е м е щ е н и я в зоне шва в на­правлении пер­пендикуляр ак по­верхности свари­ваемых листов которые образуют смещение Пере-

мещения возникают ча­ще всего при сварке ме­талла небольшой толщи­ны. Нагрев металла, со­провождающий сварку, вы­зывает его расширение и образование временных на­пряжений сжатия. В тонком (до 1 мм) металле может возникнуть потеря устойчивости — одна кромка смещается относительно дру­гой, и это положение фиксируется швом. Возникает смещение Неравномерный нагрев по толщине вызывает изгиб листа в про­цессе сваркрм Если один лист по этой причине перемещается, "а другой - нет, то также возникает смещение Наиболее зако­номерный характер имеют перемещения w при сварке кольцевых

8* 2.11

швов оболочек. Вследствие расширения при нагреве значительная зона вблизи кромки оболочки удлиняется в направлении окруж­ности, возникают радиальные перемещения свариваемых кромок. Радиальные перемещения кромок будут разные, если оболочки имеют разную жесткость, как, например, показано на рис. 8.10, а, когда одна из оболочек представляет собой часть шпангоута, а дру­гая не имеет дополнительных жесткостей. Эти перемещения подлине развертки части периметра показаны кривыми 1 и 2. Они реги­стрировались на расстоянии 6 мм от свариваемых кромок. Шов зафиксировал относительное перемещение кромок, и на рис. 8.10, б показано их положение после полного остывания. Возникло сме­щение которое снижает прочность и устойчивость оболочек. Перемещения могут быть вычислены, но обычно их определяют экспериментально.

5. Сдвиговые деформации которые обра- зуют в сварном соединении смещение При сварке в зоне нагрева точки свариваемых пластин переме­щаются в направлении оси Впереди источника нагрева они движутся в одном направлении с ним, а позади него— в противо­положном. Максимальные перемещения и различны — наиболь­шие у кромок, они убывают с увеличением координаты Возни­кают сдвиговые упругие и пластические деформации. При прочих

равных условиях т. е. зависит от удельной погонной

энергии, вводимой в каждую из свариваемых пластин. В практи­ческом отношении интерес представляет то обстоятельство, что при одинаковых температурных полях максимальное перемеще­ние края пластины, наблюдаемое примерно в точке положения источника, в 1,5 раза больше, чем максимальное перемещение середины пластины (рис. 8.11). Такое явление обычно наблюдается при сварке нахлесточных или тавровых соединений. Разница в перемещениях и может оказаться еще больше, если в при­вариваемый лист вводится теплоты больше, чем в полку. Разница

212

в. перемещениях зафиксируется, швом и сохранится

как остаточная.. Привариваемое ребро или нахлестка переместятся после полного остывания в направлении сварки. Значение при нормальном ведении сварки металла толщиной 5—10 мм состав­ляет несколько десятых долей миллиметра, но может быть и более миллиметра при сильном разогреве привариваемого элемента. При контактной точечной или шовной сварке нахлесточных соеди­нений также могут возникать смещения в результате сдвига электродов относительно друг друга или сильного сопротивления вращению одного из роликов.

Рис. 8.11. Перемещения и впереди источника теплоты при его движении по середине пластины (а) или краю (б)

Рассмотренные выше деформации и перемещения- в зоне свар­ных соединений, особенно и будут в дальнейшем неодно­кратно использованы для описания и вычисления разнообразных искажений формы сварных конструкций при решении деформа­ционных задач.

§ 2. Перемещения при сварке стыковых соединений

Сварка стыковых соединений — одна из наиболее часто встре­чающихся операций в сварочном производстве. Рассмотрим основ­ные виды перемещений в плоскости пластин.

Вначале рассмотрим перемещения при термической резке полос. Отрезка полос от листа сопровождается их изгибом от нагрева кромки (рис. 8.12, а).Кривизна отрезаемой полосы будет различной для сечений /, //, ///. Если полоса длинная, а процесс отрезки идет в течение продолжительного времени, то кривизна может даже изменить знак, так как начало полосы успеет остыть и тем­пература выравняется. Кривизну полос можно определить графо-расчетным методом Н. О. Окерблома, для которого разработаны программы расчета на ЭВМ. Чем шире отрезаемая полоса, тем меньше ее изгиб. ^Например, верхняя часть листа (рис. 8.12, а), от которого отрезают полосу, тоже может рассматриваться как полоса большой ширины. Ее изгиб практически не будет заметен. После полного остывания полоса изогнется, как показано на рис. 8,12, б. Определение изгиба полосы относится к деформацион­ной части задачи. Воспользуемся результатами термомеханической части задачи, изложенными в 1, Усадочную силу для весьма

Характеристики

Список файлов книги