СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Схема определения деформаций и напряжений, вызванных структурными превращениями

Рассмотренный выше метод теоретического определения сварочных деформаций и напряжений может быть применен и для определения деформаций и напряжений, вызываемых струк­турными превращениями.

Рассмотренный выше процесс развития сварочных дефор­маций и напряжений был установлен в предположении отсут­ствия каких-либо изменений структуры основного материала при нагревании и остывании во время сварки. В действительности при тех температурах, которые имеют место при сварке, проис­ходят структурные превращения в стали, сопровождающиеся объемными изменениями. Поэтому в свариваемых деталях могут возникнуть не только тепловые, но и структурные напряжения.

Схема возникновения деформаций и напряжений, вызванных структурными превращениями, может быть представлена в сле­дующем виде. При сварке стали часть сечения нагревается до весьма высоких температур, превышающих температуру точки Лс1(, в то время как остальная часть металла нагревается до

более низких температур.

Изменение объема или линейных размеров отдельных воло­кон, нагревавшихся ниже точки ЛсП( происходит в зависимости 46

от температуры нагрева и остывания, причем эта зависимость между деформациями и температурой близка к линейной и остается одинаковой как для нагрева, так и для остывания.. Изменение объема или линейных размеров волокон, нагревав­шихся выше точки ACt, происходит по более сложному закону. На рис. 31, а приведен график объемных изменений 2, про­исходящих при нагреве и остывании стали в зоне, где темпе­ратура нагрева превосходила точку АСз.

При нагреве до температур ниже точки АСх, при которой начинается образование аустенита, объем стали увеличивается пропорционально температуре. При дальнейшем повышении

Схема определения деформаций и напряжений, вызванных структурными превращениями

Рис. 31. Относительные деформации X и объемные изменения Q при сяаркс

легированных сталей.

температуры после достижения ею точки Асх объем начинает уменьшаться до тех пор, пока не закончится образование аусте­нита. При дальнейшем повышении температуры объем вновь увеличивается пропорционально повышению температуры. При последующем остывании изменение объема происходит по кри­вой, отличной от кривой изменения объема при нагреве. Распад аустенита и связанное с этим увеличение объема происходят при температурах более низких, чем температура конца обра­зования аустенита. При малоуглеродистой стали распад аусте­нита происходит при температурах выше 600°, т. е. тогда, когда основной металл находится в пластическом состоянии и не ока­зывает какого-либо сопротивления объемным изменениям. При этом, очевидно, структурные превращения не вызовут в мало­углеродистой стали каких-либо напряжений. При низколеги­

рованной стали распад аустенита может начаться, в зависимости от скорости остывания, при более низкой температуре с пере­ходом аустенита в мартенсит, образование которого связано с резким увеличением объема. После окончания превращения дальнейшее остывание приводит к пропорциональному темпе­ратуре изменению удельного объема.

Образование мартенсита связано не только с большими объемными изменениями, ограничение которых приводит к на­пряжениям, но и с изменением механических характеристик металла. Так, мартенсит обладает весьма высоким пределом упругости, достигающим в сталях, содержащих 0,3°/0 углерода, 120 кг1, мм2.

%

и»

0,006

-

Д,305

0,004

0,003

V

ощ

0,001

A ust

к------- 1------

.1 I

. 1 Т°с

1 Темперуmvро начала і” л ре вращении Температуро конца

превращение

Рис. 32. Изменение величины дефор­маций, соответствующих п. еделу те­кучести мартенсита в зависимости от температуры.

В связи с указанным изменением для легированных сталей зависимости между деформациями и температурой, кривые изменения относительных удлинений отдельных продольных во­локон, расположенных в различ­ных расстояниях у от шва, по­лучат несколько измененный вид. На рис. 31, б сплошными ли­ниями показаны кривые относи­тельных тепловых удлинений X для малоуглеродистой стали. Волокна, нагревавшиеся ниже точки Ас, (для рассматриваемого случая—волокна, расположенные на расстоянии. у>.у3), сохранят кривые изменения относитель­ных тепловых деформаций и в случае легированных сталей. Из­менения относительных дефор­маций волокон, расположенных в расстоянии у <3/3 с учетом де­формаций, вызываемых структур­ами превращениями, предста­вятся кривыми, подобными изо­браженной пунктиром на рис. 31, б.

Таким образом, график на рис. 31, б представляет собою основные данные для определения деформаций и напряжений с учетом структурных превращений. Остается в той же после­довательности, как и при обычной стали, построить кривые относительных деформаций для ряда поперечных сечений и по ним определить положение прямых Д, учтя при этом, что для мартенсита следует принимать изменение предела текучести os и соответствующих относительных удлинений в соответ­ствии с графиком, приведенным на рис. 32.

Некоторые данные о влиянии структурных превращений на деформации и напряжения при сварке приведены ниже, в гл. X.

СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Сварка монтажных стыков

Как отмечалось выше, при стыковании на монтаже двух сек­ций конструкции условия для выполнения сварки являются наиболее тяжелыми. Выполнение сварки всего сечения одно­временно— совершенно невозможно, а поэтому после наложения части швов …

Влияние методов выполнения шва

Если на общие деформации сварных конструкций большое влияние оказывает последовательность наложения отдельных швов, то на местные деформации и деформации из плоскости свариваемых листов существенное влияние оказывает метод выполнения каждого шва. …

Влияние последовательности наложения швов

Как отмечалось выше, при сварке сложных составных сече­ний и конструкций характер возникающих деформаций зависит от порядка наложения швов. Поэтому одним из основных средств борьбы с деформациями при изготовлении сварных конструкций …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua