СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИЙ ОТ ПРЕРЫВИСТЫХ ШВОВ, ТОЧЕЧНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В сварных соединениях с прерывистыми швами длина зоны термического влияния больше, чем длина отдельного участка шва (рис. 87, а). Поэтому остаточные продольные растягивающие на­пряжения действуют за пределами зоны шва. Величина максималь­ных остаточных напряжений обычно к концу заваренного участка
несколько уменьшается (рис. 87, б), однако остается значитель­ной и за его пределами. Величина усадочной силы изменяется более резко вследствие одновременного уменьшения величины остаточных напряжений и ширины зоны пластических деформаций (рис. 87, в). Зоны растягивающих напряжений отдельных участков шва при небольшом расстоянии между ними' могут смыкаться.

В расчетах продольных сварочных деформаций от прерывистых швов используют эффективное значение усадочной силы

равномерностью, а в сече­нии А—А эта неравномер-

ность практически отсутствует (рис. 87, г), причем величина сжимающих напряжений будет такой, как в пластине с непрерыв­ным швом, но с усадочной силой, равной PIJC^

При сварке угловых прерывистых швов зоны пластических деформаций также имеют протяженность несколько большую, чем длина участка шва, но ширина зоны пластических деформаций у концов шва меньше, чем при установившемся процессе сварки. Поэтому предполагается, что на длине tM действует полное зна­чение Рус. Эффективное значение усадочной силы определяют по формуле (131).

Поперечная усадка в сварных соединениях с прерывистыми швами происходит только на участках шва. Зоны растягивающих напряжений чередуются с зонами сжатия (рис. 87, д). Неравно­мерность поперечной усадки по длине шва на некотором расстоя­нии от шва сглаживается и происходит поступательное сближение свариваемых элементов. При плотной сборке пластин средняя величина поперечной усадки меньше, чем при непрерывных швах

(132)

где Апоп — поперечная усадка от непрерывного шва. 118

При сборке с зазором величина поперечной усадки при сварке прерывистым швом встык практически может оказаться такой же, как в сварном соединении с непрерывным швом. Поперечная усадка пластин, на которых уложен угловой шов при выполнении нахлесточных или тавровых соединений, распределяется различно в зависимости от типа прерывистого шва. В прерывистых односто­ронних угловых швах (рис. 88, а) поперечное сокращение размера листа В можно найти по формуле (132). При этом незаверенные участки пластины сопротивляются поперечной усадке заваренных участков.

В двусторонних прерывистых угловых швах, когда швы чере­дуются (рис. 88, б), поперечную усадку находят как от одного непрерывного углового шва, так как на каждом из участков воз­никает примерно одинаковая поперечная усадка.

В двусторонних пре­рывистых угловых швах, когда швы расположены напротив друг друга, по­перечная усадка вызы­вается двумя угловыми швами, но на длине tm (рис. 88, в). Среднюю попе­речную усадку листа ши­риной В в этом случае приближенно определяют по формуле

t,

Рис.

= 2А„

?пр

где Д„

- поперечная усадка листа от одного непрерывного углового шва.

Угловая деформация р в плоскости, перпендикулярной шву, при сварке стыковых прерывистых швов имеет примерно такую же величину, как и при сварке непрерывного шва. Объясняется это тем, что незаверенные участки соединения практически не сопро­тивляются образованию угловых деформаций.

При сварке прерывистых односторонних угловых швов (см. рис. 88, а) угловая деформация поворота листа относительно ребра происходит так же, как и в непрерывных швах, так как она зависит только от усадки самого наплавленного металла. Угол изгиба листа пояса $пр вычисляют по формуле

о __________ О ІЩ.

Р пр Рспл 4

1пр

В прерывистых двусторонних швах, выполненных неодновре­менно (см. рис. 88, б), деформации шва 1 определяют так же, как одностороннего прерывистого шва. Деформации р2 и (5* от

шва 2 определяют по формуле (134). Угловая деформация [3 в пре­рывистых стыковых угловых швах зависит от порядка и темпа на­ложения швов, так как остывание ранее уложенных швов вызы­вает угловую деформацию участков, в которых сварка еще не производилась.

Точечные сварные соединения могут рассматриваться в отно­шении продольной усадки как один из видов сварных соединений с прерывистым швом. Усадка отдельных точек, расположенных по линии, вызывает эффект, аналогичный действию продольной усадочной силы. Если суммировать растягивающие напряжения отдельных точек (см. рис. 51), то полученная эпюра будет представ­лять волнообразно изменяющуюся Кривую продольных остаточных напряжений ох [41, 87].

Для приближенного определения расчетной усадочной силы, развиваемой точечным однорядным сварным соединением на низко­углеродистой стали, можно использовать формулу [87]

Рус = 75 20-s-/-‘(50 кГ, (135)

где б — суммарная толщина свариваемого металла в см s — шаг сварных точек в см

г160 — радиус зоны, нагревавшейся при сварке до 150° С, в см. Определяется на основе тепловых расчетов или экспериментально.