СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Деформации при сварке тонких листок

При сварке встык тонких листов условия развития деформа­ций и напряжений несколько отличаются от рассмотренных ра­нее (гл. VI). Основное отличие заключается в том, что тонкие листы теряют устойчивость в области значительных сжимающих напряжений, вследствие чего появляются выпучины из первоначаль­ной плоскости листа.

Так, при выполнении сварки встык широких тонких листов (толщиною до 4-^-6.v, и) нагрев свариваемых кромок приводит к появлению в них напряжений сжатия, достигающих предела теку­чести. Если при сварке толстых листов жесткость листов при­водила к развитию больших пластических деформаций сжатия, то при сварке тонких листов напряжения сжатия приводят к выпучиванию свариваемых кромок из плоскости свариваемых листов, что мешает нормальной работе сварщика.

Для предотвращения выпучивания в процессе сварки прихо­дится кромки свариваемых листов прижимать к плите, и тем, исключая выпучины, создавать в районе шва пластические де­формации сжатия, которые по мере понижения температуры кромок должны привести к укорочению волокон, расположен­ных вблизи шва и получивших пластические деформации сжатия. Однако укорочение зоны шва приводит к возникновению на* пряжений сжатия в некотором расстоянии от шва и к появле­нию там выпучин (рис. 146).

Для предотвращения потери устойчивости следует снижать напряжения сжатия, для чего необходимо уменьшить укороче­ние зоны шва или растянуть эту зону до ее первоначальной длины.

Практически удлинение зоны шва достигается правкой на вальцах с применением прокладки по шву, с тем чтобы раздать

шов больше, чем основной металл. При этом, удлиняя шов, его доводят до первоначальной длины, и тем уничтожают выпучины. Однако, если при вальцовке чрезмерно растянуть шов, так что его длина будет больше первоначальной, то в зоче, близкой к шву, не только исчезнут сжимающие напряжения, но и возник­нут напряжения растяжения. Под действием этих напряжений шов окажется сжатым и выпучится. Таким образом, уничтоже­ние выпучин в зоне на некотором расстоянии от шва может при­вести к появлению их непосредственно в зоне шва, если чрез­мерно растянуть шов.

Поэтому для предотвращения появления выпучин прибегают к закреплению свариваемых листов.

Влияние закреплений может быть установлено, исходя из сле­дующих соображений. Закрепление свариваемых листов путем приварки по контуру к плите не сможет явиться средством борьбы с выпучинами при нагреве, так как при таком закрепле­нии деформации, вызываемые увеличением длины отдельных участков листа против их первоначальной длины, ничем не огра­ничены. Закрепление листов путем приварки их к плите может предотвратить появление только тех деформаций, которые вы­зываются сжатием отдельных участков, при укорочении против первоначальной длины смежных участков. Таким образом, при­варка свариваемых листов по контору может служить средством

11 Н. О. Окерблом. 2361. 161

борьбы с короблением при остывании и не может явиться спосо­бом борьбы с короблением при нагреве. Для предотвращения выпучин при нагреве необходимы прижимы, расположенные воз­можно ближе к свариваемым кромкам.

При остывании свариваемые листы будут укорачиваться вдоль и поперек шва. Поперечные деформации шва при доста­точно большой ширине листов не вызовут сколько-нибудь заметных напряжений, а потому и не окажут влияния на попе­речные деформации листов. Продольные деформации вдоль шва будут заметнее, а потому влияние закреплений торцов, перпен­дикулярных оси шва, имеет наибольшее значение. Однако и в этом случае необходимо считаться с тем, что часть усилий, воз­никающих при закреплении, переходит в упругие деформации, которые проявят себя вновь после снятия закреплений.

Таким образом, выпучины при тонких листах по своему образованию резко отличаются от выпучин, возникающих вследствие угловых деформаций швов.