СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Влияние режима сварки на характер и величину остаточных напряжений

г00 I а

Рис. 60. Зависимость напряжений на свободной кромке от силы тока и ско­рости сварки.

Влияние режима сварки на характер и величину остаточных напряжений

Пользуясь приведенными выше эпюрами (рис. 54), можно установить влияние режима сварки на напряжения, вызываемые сваркой в любом волокне по­лосы. На рис. 60 приведены кривые изменения напряже­ний' в крайнем продольном волокне (противоположном валику) полосы шириною h= 100 мм. Характер этих кри­вых напоминает характер кри­вых изменения кривизны по­лосы, приведенных на рис. 57.

Если же обратиться к иссле­дованиям Розенталя и Цабрса, то они представили зависи­мость этих напряжений от мощ­ности дугии скорости сварки в виде прямых, привеленныхнарис.61. Однако, если экспериментальные точки, относящиеся к различ­ным скоростям сварки, соединить плавными кривыми (рис. 62), то характер последних будет вполне соответствовать характеру кривых (рис. 60). Таким образом, по Розенталю и Цабрс, на­пряжения непрерывно возрастают с увеличением мощности, тогда как из кривых теоретических (рис. 60) и эксперименталь­ных (рис. 62) следует, что после достижения напряжениями максимальной величины при некоторой критической силе тока (или мощности) дальнейшее повышение силы тока приводит к понижению напряжений. При этом наибольшая величина на­пряжений не превосходит предела текучесіи, а критическая величина силы тока тем больше, чем больше скорость сварки.

В экспериментальных исследованиях Розенталя и Цабрса были определены напряжения и в волокнах под валиком. Однако разбросанность экспериментальных точек (рис. 63) и отсутствие какой-либо простой, бросающейся в глаза, закономерности не позволили исследователям предложить какую-либо зависимость
напряжений иод валиком от режима наплавки и вызвали лишь сомнение в правильности полученных ими экспериментальных данных (точка, соответствующая ^нанлавке со скоростью

Влияние режима сварки на характер и величину остаточных напряжений

Рис. (Л. Зависимость напряжений’’ на" свободной кромке полосы от мощности! дуги, по Розенталю и Цабрсу. л

0,665 см! сек.)-

Влияние режима сварки на характер и величину остаточных напряжений

hBtv '

Однако, располагая тео­ретическими данными о рас­пределении конечных де­формаций и напряжений (рис. 54), нетрудно уста­новить искомую зависи­мость напряжений под ва­ликом от режима сварки. Как отмечалось выше, на­пряжения в том или ином волокне определяются раз­ностью деформаций X’ и Д, если эта последняя не пре­вышает деформаций ел, со­ответствующих пределу те­кучести. Предполагая, что разность X'—Д' для волокна под валиком представляет собою только упругие деформации, пропорциональные им напряжения изобразились бы для различ­ных режимов сварки кривой ОАБВГ (рис. 64). Так как в дей­ствительности разность в отдельных случаях зна­чительно превышает де­формации єт, то напряже­ния на участках, где ординаты кривой ОАБВГ превышают предел теку­чести. будут оставаться постоянными, равными пределу текучести (Ух, в связи с чем действитель­ная зависимость напря­жений под валиком от силы сварочного тока представится кривой

012Б34Г. С увеличением рис 52. Зависимость напряжений от мощ - скорости сварки напря - ности дуги по экспериментальным данным, жения будут достигать

предела текучести (при растяжении) при больших силах тока и при более сильных токах переходить из растягивающих в сжи­мающие. Для очень больших скоростей сварки обычные силы сварочного тока будут давать только первый участок 012 пред­ставленной выше зависимости.

Если, учитывая полученный характер зависимости от режима сварки напряжений под валиком, соединить экспериментальные точки (полученные после вертикальной разрезки) соответствую-
тими ломаными линиями, то, как видно из рис. 65, полученная теоретическим путем закономерность полностью подтверждается экспериментальными данными, а точка, вызывавшая наибольшие сомнения исследователей, расположится в полном соответствии с установленной зависимостью. б

9,276 Л

г cl

0J70s 0,323

- “1

с

.... г

У0.295 После го

У 1

_ _

77Z,

Q

т—- рс /*8,778 . і

0 ---

...

jPQ

/~^І

663-

іесле - ЬертпиУалЬнйіт оазdcзо 3 t

'

p

нг/'см1

100Q

квт

Рис. 63. Зависимость " 'напряжений под валиком от мощности дуги, по Розенталю и Цабрсу.

то

Из приведенных на рис. 60 и 64 зависимостей видно, что если напряжения на кром­ке, противоположной валику (рис. 60), всегда остаются одного знака и меняются от режима сварки только по ве­личине, то напряжения под валиком меняются и по вели­чине и по знаку. Таким обра­зов, могут существовать два типа эпюр напряжений: при малых силах тока или при больших скоростях сварки, т. е. при режимах, создаю­щих малую ширину зоны на­грева, эпюра напряжений будет иметь растяжение под вали­ком; при больших силах тока или малых скоростях сварки, т. е. при режимах, приводящих к относительно большой ширине зоны нагрева,—эпюра напряжений будет иметь сжатие в волок­нах под валиком.

При оценке этого или иного режима сварки, очевидно, сле­дует отдавать предпочтение режимам, приводящим ко второму

Рис. 64. Зависимость напряжений иод валиком от силы тока и скорости сварки по теоретическим данным.

Влияние режима сварки на характер и величину остаточных напряжений

типу эпюры напряжений, так как при первом типе эпюры большей частью имеют место не только упругие, но и пластические деформации растяжения, т. е. пластические свойства металла

v-'Jt12cM/c6H

О, IЧем/сен У V

v=0,20 см/се,

частично оказываются исполь­зованными еще при изготовлении изделия. Поэтому, говоря о влия­нии режима сварки на напря­жения, необходимо сравнить не только величину напряжений (пропорциональных упругим де­формациям), но и величину пла­стических деформаций растяже­ния, которые в большей мере, чем напряжения, отражаются на работоспособности изделия. Так например, в случае выполнения сварки со скоростью, ко­торой соответствует кривая изменения напряжений 012Б34Г (рис. 64) при силе тока в 50 а и при силе тока в 100 а напря­жения в волокне под валиком будут одинаковыми и равными as. Однако при выполнении сварки током

пределу текучести
в 50 а работоспособность полосы будет понижена по сравнению со случаем сварки током в 100 а, так как в последнем случае пластические деформации будут почти отсутствовать, тогда как в первом случае они будут достигать значительной величины. Если условно напряжения определять не по величине упругих деформаций, а по суммарной величине упругих плюс пластиче­ских деформаций, то можно сказать, что в рассматриваемом случае при сварке током в 50 а напряжения будут примерно в 3 раза больше, чем при сварке током в 100 а. При таком условном пони­мании напряжений зависимость их от силы тока может быть выра­жена следующим образом: при изменении силы тока от нуля до не­которой критической величины напряжения растяжения растут,

■■

L-

от

1 і

«згз °і

J

. в *650

А-

J'/iH

7?см/іек

j

Й

336 0

't

Р.

7/ /

pV,!

/і>

1

1

* *

0 665

1

/

/

1

Г

/

j

О

■и/;м

О I г 3 и 5 6 7 #

піт

Рис. 65. Зависимость напряжений под валиком от мощности дуги по экспери­ментальным данным.

после чего, с дальнейшим уве­личением силы тока, напря­жения уменьшаются, дости­гают нуля и затем переходят в напряжения сжатия. С уве­личением скорости сварки критическая сила тока и сила тока, соответствующая нуле­вым напряжениям, увеличи­ваются. Поэтому, рассматри­вая наибольшие силы тока до критической его величины (рис. 64), придется признать справедливыми приведенные в начале § 19 выводы

Патона Е. О. с сотрудниками; рассматривая изменения силы тока от критического его значе­ния до соответствующего нулевым напряжениям, слелует со­гласиться с Боленратом; наконец, рассматривая изменения на­пряжений при изменении силы тока в обе стороны от крити­ческого его значения, можно принять формулировку Бюлера, согласно которой слишком высокая и слишком низкая силы тока приводят к уменьшению усадочных напряжений. Таким образом, все выводы, полученные при экспериментальных исследованиях, укладываются в намеченную зависимость и являются ее част­ными значениями.

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

+38 050 457 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 оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.