Многопроходная сварка
При укладке первого валика во время многопроходной сварки процессы образования продольной и поперечной усадки протекают примерно так же, как и при однопроходной сварке (см. разд. 11.5.1). Отличие состоит в том, что при той же толщине свариваемых деталей количество введенной при каждом проходе теплоты тем меньше, чем больше число проходов. При укладке последующих валиков протекают дополнительные процессы продольной и поперечной усадки, которые имеют следующие особенности.
1. Причиной продольной усадки является пластическое укорочение зоны, включающей шов и прилежащие части основного металла свариваемых деталей, причем шов составляет меньшую часть этой зоны. При укладке второго и последующих валиков размер пластической зоны увеличивается незначительно. Не возрастают и растягивающие напряжения в пластической зоне, которые остаются близкими к пределу текучести. Следует также иметь в виду, что очередной валик нагревает ранее уложенные валики, что может приводить к снижению напряжений в них. Поэтому распределение напряжений, сформировавшееся при укладке первого валика, в дальнейшем изменяется не очень сильно. В любом случае продольная усадка при многопроходной сварке существенно меньше, чем при сварке тех же деталей с полным проплавлением за один проход.
2. Поперечная усадка второго и последующих валиков происходит в условиях жесткого закрепления, которое обеспечивают ранее уложенные валики. Поэтому поперечные напряжения в последнем уложенном валике после его остывания, как правило, близки к пределу текучести. Если сварка ведется в Х-образную разделку и валики укладываются поочередно с лицевой и обратной стороны, то в корне шва возникают и растут поперечные напряжения сжатия. То же самое происходит при односторонней сварке (например, при V-образной разделке), если закрепление свариваемых пластин предотвращает их взаимный поворот (эпюра 1 на рис. 11.12). Если пластины не закреплены, то при односторонней многопроходной сварки сжатие возникает в середине толщины заполненной части шва, а в корне шва возникают и растут растягивающие напряжения (эпюра 2 на рис. 11.12).
|
Поверхность пластины °пов Рис. 11.12. Распределения поперечных остаточных напряжений по толщине пластины после многопроходной сварки встык с предотвращением взаимного поворота свариваемых пластин (эпюра 7) и при отсутствии препятствий для поворота (эпюра 2) |
Многопроходная сварка предоставляет большие возможности по регулированию уровня и распределения сварочных напряжений. Изменяя размер и порядок укладки валиков, интервалы времени между проходами, условия закрепления и теплоотвода, можно воздействовать на термические циклы, фазовый состав, свойства и остаточные напряжения в отдельных зонах сварного соединения.
