СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Зависимость деформаций от соотношения шири свариваемых полос

Если рассмотреть изменения конечной стрелки прогиба полосы шириною Л, при изменении ширины Л2 привариваемой к ней вто­рой полосы, то характер изменений представится кривой, изо­браженной на рис. 113.

При отношении

прогиб наружной кромки полосы шириною hx будет положитель­ный (выпуклость) и равный прогибу при наплавке валика на кромку.

При отношениях

стрелка прогиба постепенно уменьшается и даже переходит в отрицательную (вогнутость наружной кромки).

При отношении

л3 _ .

стрелка прогиба всегда отрицательна, причем с увеличением этого отношения величина стрелки прогиба растет незначительно и, наконец, начинает уменьшаться, достигая при отношении

— = оо того же значения, как

1 h

и при отношении

Подобные кривые, вычи­сленные для некоторых значе­ний ширины полосы hx при приварке к ней полос различ­ной ширины /г2, приведены на рис. 114.

Из приведенных данных следует, что при сварке встык двух полос разной ширины их деформации могут быть весьма различны — в зависимости от соотношения ширин свариваемых полос. На рис. 115 схемати­чески изображены возможные случаи деформированного состоя­ния свариваемых полос, из которых видно, что стрелки прогиба наружных кромок могут иметь одинаковые знаки (рис. 115, л), могут иметь разные знаки (рис. 115, а) и, наконец, могут суще­ствовать случаи, когда одни из свариваемых полос остается практически прямолинейной (рис. 115,<У).

Характер изменения деформаций в процессе сварки и осты­вания показан на рис. 116.

Если изменение стрелки прогиба наружной кромки полосы шириною fit при наплавке валика на кромку изображается кри­вой 1 (рис. 116), то при сварке встык двух полос равной ши­рины характер деформаций их кромок изобразится кривой 2. В последнем случае стрелки прогиба наружных кромок, изменяясь по величине, остаются отрицательными во все время сварки и остывания. При сварке встык двух полос разной ширины (Л3 <hx) стрелка прогиба наружной кромки полосы шириною hx будет изменяться по кривой 3, которая расположится между кри­выми 1 и 2. При Л2 > hx изменение стрелки прогиба полосы шири­
ною hx представится кривой 4, причем с увеличением К кривая 4 будет приближаться к кривой 2 и совпадет с ней при Л2 = со.

Л. = 250мм

kf = 200 мм

Л, = 150мм /і, = 125лш

150 I гОО /255 Пг мм

100 мм

Рис. 114. Зависимость стрелки прогиба от ши рины полос.

Рис. 115. Характер деформаций двух сва­риваемых полос в за­висимости от соотно - * *шения их ширин.

Из представленных кривых видно, что в начальный момент сварки развитие деформаций полосы шириною hx происходит

во всех случаях одинаково, независимо от соотношения /?„

ширин - А и лишь после того,

как часть наплавленного ме­талла сварного шва жестко свяжет свариваемые полосы, их деформации становятся различными—в зависимости от величины соотношения ши - h? yh1 /-ч рин свариваемых полос.

~~ Ц) Отмеченный выше харак­

тер продольных деформаций

Рис. 11G. Кривые изменения стрелки при сварке встык полос рав - прогиба. ной ширины (рис. 105) осо­

бенно показателен при сварке встык двух полос разной ширины. На рис. 117 приведены гра­фики замеренных автором на опыте конечных изменений длины продольных волокон пластин, полученных в результате сварки встык полос шириною, 110 мм с полосами шириною: 50, 75,100, 125 и 150 мм.

Нетрудно убедиться, что характер изменения продольных деформаций различных волокон вполне соответствует характеру изгиба свариваемых полос, который в свою очередь вполне согласуется с теми теоретическими положениями, которые были приведены выше.

Так, при сварке двух полос шириною 100 мм каждая их наружные кромки, как это указывалось выше, должны получить вогнутость. При этом наружные волокна должны быть короче внутренних. Это и наблюдается в действительности, как видно из рис. 117, в. В случае приварки к полосе шириною 100 мм бо­

полос при наличии прихватки.

лее широких полос изгиб 100-миллиметровой полосы будет уве­личиваться, оставаясь того же знака (с вогнутостью на наружной кромке). Соответственно этому изменяются и продольные дефор­мации (как это видно из рис. 117, г и д). Наружная кромка укорачи­вается, внутренняя кромка удлиняется по сравнению с ее раз­мером в случае сварки двух равных по ширине полос (рис. 117, в).’ При этом внутренняя кромка не только достигает первоначальной длины, но даже несколько удлиняется (рис. 117, д). В случаях, когда к полосе шириною 100 мм привариваются более узкие полосы (рис. 117, а и б), то изгиб 100-миллиметровон полосы меняет свой знак (наружная кромка становится выпуклой), в соответствии с чем укорочения наружных волокон становятся меньше укорочений внутренних волокон, а при весьма малой ширине привариваемой полосы (в данном случае при h — 50 мм, рис. 117, я) наружные волокна даже удлиняются по сравнению

с их первоначальной длиной. Узкие же привариваемые полосы, изогнутые более сильно, нежели при сварке встык с полосами равной им ширины, должны получить более сильное укорочение наружных волокон и меньшее укорочение или даже удлинение внутренних волокон.

О влиянии прихваток при сварке встык двух полос разной ширины можно судить по приведенным на рис. 118 эксперимен­тальным данным о продольных деформациях, полученных при сварке встык полос таких же размеров, как и в случае, приве­денном на рис. 117, но схваченных по концам кромок прихЕат - ками. Из сравнения продельных деформаций при отсутствии и при наличии прихваток (рис. 117 и 118) видно, что 100-миллиме­тровые полосы при прихватках во всех случаях оказались изо­гнутыми в одном направлении (с вогнутостью наружной кромки), что изгиб всех полос оказался больше при наличии прихваток и что внутренние волокна в большинстве случаев получили удли­нения по сравнению с их первоначальной длиной. Имея в виду, что прихватка на конце свариваемых кромок приводит, как было показано выше, к увеличению изгиба главным образом в сторону зазора шва, полученные результаты экспериментальных исследо­ваний являются вполне закономерными и подтверждающими тео­ретическую схему влияния прихваток, приведенную выше.