СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

МЕСТНЫЙ ОТПУСК

Местный отпуск от общего отличается обычно средствами, с помощью которых осуществляется нагрев, а также тем, что при местном отпуске нагревается до заданной температуры лишь часть сварной конструкции. Последнее обстоятельство при назначении местного отпуска необходимо принимать во внимание, так как остывание неравномерно нагретой детали неизбежно сопрово­ждается возникновением более или менее значительных остаточных напряжений. Однако образование новых остаточных напряжений не следует рассматривать как фактор, исключающий применение местного отпуска. При местном отпуске можно регулировать ве­личину новых остаточных напряжений и степень их опасности.

Основная задача при выборе распределения температур при местном отпуске состоит в том, чтобы состояние, к которому при­ходит металл после отпуска, и его свойства по возможности были ближе к таковым при общем отпуске. Если распределение темпе­ратур при местном отпуске приведет к остыванию металла с обра­зованием таких же пластических деформаций и остаточных на­пряжений как при сварке, то положительное влияние местного высокого отпуска будет сведено лишь к смягчению закалочных структур. Интенсивное расходование пластичности металла про­исходит в концентраторах. Поэтому при назначении местного отпуска следует стремиться к тому, чтобы, во-первых, не получать высокие остаточные напряжения вследствие неравномерного осты­вания и, во-вторых, вынести зону с образующимися вновь оста­точными напряжениями в те места, где нет концентраторов.

Рассмотрим сказанное на примере кольцевого шва, выполнен­ного с непроваром в корне (рис. 134, а). При сварке сокращение шва в окружном направлении вызывает изгиб трубы с образованием в корне больших пластических деформаций удлинения и остаточ­
ных напряжений растяжения. Производя местный отпуск коль­цевого шва, устраняют наклеп металла и снимают остаточные на­пряжения. Если нагревать узкую зону (кривая 1), то при остыва­нии вновь будет возникать, как при сварке, изгиб трубы с растя­жением в корне шва. При нагреве более широкой зоны (кривая 2) остаточные напряжения при остывании будут возникать в стороне от шва, в местах перегибов температурной кривой и максимальных градиентов температур (заштрихованные зоны). В данном случае зоны с остаточными напряжениями удалены от концентратора.

Для уменьшения остаточных напряжений рекомендуется рас­ширение зоны равномерного нагрева с плавным переходом к нена­гретому металлу. Не следует назначать местной термической об­

Рис. 134. Распределение температур при местном отпуске сварного кольцевого соединения (а) и сварного соединения в жестком контуре (б)

работки в замкнутом контуре (рис. 134, б). Для компенсации тем­пературной деформации в таких случаях целесообразно произ­водить одновременно нагрев в другом симметричном сечении.

Местный отпуск в большинстве случаев используют как эф­фективное средство повышения сопротивляемости конструкций хрупким разрушениям. Как средство уменьшения деформаций при механической обработке местный отпуск обычно не применяют. Положительный опыт применения местного отпуска, при котором тем не менее образуются остаточные напряжения, также указы­вает на то, что следует четко разграничивать два целевых назна­чения отпуска: снятие напряжений для уменьшения деформаций конструкций и повышение сопротивляемости конструкций хрупким разрушениям.