Tensiunile și deformările de sudură - stadopedia

Procesul de sudare prin topire este însoțit de încălzirea metalului articulației de sudură, care suferă modificări structurale și chimice. Există trei zone de conectare: zona metalului de sudură, zona de sudură afectată de căldură și zona metalului de bază. Chemat zona afectată de căldură adiacentă porțiunii de metal de bază de sudură, în care schimbările de fază structurale apar datorită încălzirii la o temperatură de peste 720 ° C. Adâncimea acestei zone în sudarea manuală este de aproximativ 3 ... 6 mm, cu automate - 2 ... 4 mm.







O condiție obligatorie pentru sudare este menținerea temperaturii metalului topit al sudurii (oțelului) în intervalul 1500 ... 1600 о С.

Tensiunile interne de sudare în suduri și îmbinări apar ca urmare a contracției liniare a metalului de sudură datorită încălzirii inegale a metalului de sudură și modificărilor volumului metalului cu o schimbare a structurii sale. La sudare, zonele din jurul locului de sudare rezistă dezvoltării deformărilor de temperatură, supuse compresiei. În timpul întăririi și răcirii ulterioare, volumul metalului de sudură scade - se produce contracția liniară, dar deoarece este deja rigid legată de metalul de bază, contracția acestuia provoacă apariția solicitărilor interne. Cu cât volumul metalului de sudură este mai mare, cu atât mai mari sunt tensiunile și deformările interne.

Mărimea forței de compresie este determinată de alungirea temperaturii la încălzire # 916; l. egal cu:

unde # 945; = 0,000012 о С -1 - coeficient de dilatare liniară pentru oțel la t ≈ 20 о С;

# T16 = diferența de temperatură înainte și după încălzirea elementului;

l este lungimea inițială a elementului.

La sudarea cap la cap a două foi cu sudură la capăt, nu numai întinderi de sudură longitudinale, dar și transversale și deformări apar într-o singură trecere (Figura 10.11). Diagrama eforturilor longitudinale Poate fi reprezentată ca o combinație de diagrame obținute prin întinderea cusăturii pe marginea fiecărei foi.

Tensiunile și deformările de sudură - stadopedia

Fig. 10.11. Tensiunile de sudare la îmbinarea capacelor:

a - solicitări de sudare; b - reducerea sudurii

sudare în trepte

Tensiuni transversale (X) apar datorită unei suprapuneri non-simultane (secvențială) a cusăturii de sudură de-a lungul lungimii articulației.

Având în vedere faptul că cusăturile de sudură leagă ambele coli de-a lungul unei linii drepte, se creează un obstacol în calea lor de îndoire (linii punctate) și apare o secțiune transversală a solicitărilor de sudare # 963; x.

Pentru a reduce sudarea tensiunilor obratnostupenchaty metodă de sudură transversale poate fi aplicată, în care cusătura este suprapus parcele individuale, în ce direcție la fiecare stație de sudare înapoi la direcția generală a suturii.

Se produc tensiuni de sudură deosebit de mari și periculoase atunci când sudarea pieselor sudate la capăt este asigurată de mișcarea liberă în direcția îmbinării (Figura 10.12). Când se încălzește la începutul sudării, piesele se extind liber și se apropie reciproc. După aplicarea cusăturii, ei se alătură unei relații strânse. Când se răcește, cusătura și piesele au tendința de a contracta, dar capetele lor sunt fixe, ceea ce determină solicitări mari de tracțiune în părțile care pot sparge produsul.

Tensiunile și deformările de sudură - stadopedia






Tensiunile de sudură și deformările apar de asemenea în îmbinări prin cusături unghiulare. În foaia de suprapunere suprapusă, se dezvoltă eforturi neechivoce de-a lungul marginilor și sunt ambigue în mijloc (Figura 10.13, a). Dacă foaia este îngustă, adică cusăturile se află la o distanță mică între ele, apoi solicitările transversale # 963; x.

Și în articulații există solicitări transversale de contracție, deoarece rigiditatea foilor sudate împiedică reducerea liberă a îmbinării în timpul răcirii. Partea interioară a cusăturii este întinsă, iar stratul de suprafață, care se răcește mai repede, este comprimat (Figura 10.13, b). Cusătura unghiulară multistrat (precum și cap la cap), fiecare strat ulterior în timpul răcirii squeezes celei anterioare, cauzând tensiuni de contracție sunt reduse (fig. 10.13, c).

Influența eforturilor de sudură și a deformațiilor asupra calității și performanței structurilor. Deformările și tensiunile generate în timpul sudării au efecte diferite asupra funcționării structurilor. Această influență poate fi atât semnificativă, cât și nesemnificativă, atât negativă, cât și pozitivă.

Dacă deformările interne interne de tracțiune ale metalului de sudură depășesc proprietățile sale de plastic în timpul cristalizării, se formează defecte inadecvate, cum ar fi fisurile fierbinți.

Tensiunile și deformările de sudură - stadopedia
Tensiunile și deformările de sudură - stadopedia
Tensiunile și deformările de sudură - stadopedia

Fig. 10.13. Tensiunile de sudare în cusătura colțului:

a - solicitări de sudare; b - sudare cu un singur strat;

c - sudură multistrat

Deformările de sudură reziduale, de regulă, înrăutățesc activitatea structurilor, ceea ce duce la abateri de la dimensiunile de proiectare. Distorsiunea dimensiunilor elementelor structurilor sudate îngreunează în unele cazuri reasamblarea, ceea ce duce la operațiuni de reparații structurale costisitoare. Cu toate acestea, uneori deformările de sudură reziduale pot avea un efect pozitiv asupra performanței structurilor. De exemplu, fasciculul I în formă de seceră poate fi folosit ca o construcție inițială.

Scurtarea elementelor structurale de la sudare necesită fabricarea de piese și ansambluri de structuri sudate de dimensiuni ceva mai mari. Mărimea prin care dimensiunile creșterii structurii se numește indemnizație și se determină fie prin calcul, fie prin metoda experimentală.

Efectul efortului de sudare asupra rezistenței articulației. Mulți ani de experiență în construcția și exploatarea structurilor sudate din oțel au arătat că rezistența lor sub sarcini statice și dinamice în majoritatea cazurilor nu depinde de prezența tensiunilor reziduale. Pentru solicitările reziduale de natură liniară care coincid în semn cu solicitările din sarcină, mărimea forțelor care determină tranziția de stres local peste puterea de curgere și apariția deformărilor plastice se poate schimba. Atunci când punctul de randament este atins în punctele cele mai tensionate ale proiectului, creșterea suplimentară a tensiunii va înceta, deoarece are loc o redistribuire a eforturilor în zonele adiacente ale metalului. Acest lucru asigură o rezistență ridicată a îmbinărilor sudate.

Atunci când plane-o singură cifră tensiunilor de sudură domeniu (de exemplu, suprafața medie a celor două foi de fund se confruntă cu întindere în două direcții sudate), acestea împiedică dezvoltarea ductilitare însumări și putere de sudare de tensiune și poate provoca ruperea casantă a produsului. Efectul lor negativ este accentuat de sursele de concentrare a tensiunii datorate defectelor sudurii. Deosebit de tensiune de sudură periculoase care apar la sudarea articolelor groase, ca și în acest caz, distribuția tensiunii reziduale este cotat in natura, chiar mai dificil de a avea un impact asupra materiei ductilitate nivelare de tensiune.

Deformațiile de sudură reziduale, care afectează forma geometrică a structurilor și a elementelor acestora, uneori reduc capacitatea acestora de a fi purtate. O astfel de deformare ca îndoirea axa longitudinală a elementului de lucru din grinzi de compresie ciuperci cu flanșă și coloane, grinzi și pereții coloanei de flambaj (sub tensiuni de sudură de compresiune apar în peretele hlopun așa-numitul) poate reduce în mod semnificativ valoarea sarcinii critice, cauzând pierderea stabilității structurii.

Mărimea deformărilor reziduale depinde de tehnologia lucrărilor de asamblare și sudare și de forma de proiectare. Acestea din urmă pot fi decisive, prin urmare, în procesul de proiectare, natura deformărilor preconizate și dimensiunile lor aproximative trebuie să fie cunoscute în avans.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: