Содержание
- 2. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ Материалы сварных конструкций, их выбор в зависимости от условий эксплуатации. Основные принципы расчета сварных
- 3. МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В общей стоимости изготовленной и смонтированной конструкции стоимость металлопроката составляет до 40 -
- 4. МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Спокойные и полуспокойные стали по механическим свойствам различаются незначительно. Кипящие стали обладают большей
- 5. Сравнение предела прочности сталей марка стали Максимальный предел прочности, МПа К высокопрочным сталям относят стали с
- 6. В отраслях промышленности, где основными факторами являются низкий вес и высокая удельная прочность конструкции (авиа- и
- 7. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ (LIMIT STATES): Состояния, при которых конструкция не отвечает требованиям норм проектирования, т.е. теряют способность
- 8. В основу расчета по методу предельного состояния положены РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ R, значения которых определяются отношением: Допускаемые
- 10. Допускаемые напряжения при РАСТЯЖЕНИИ [σ]р обычно понимают как основные. Допускаемые напряжения при других видах усилий определяются
- 11. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ. Для сварных швов, нагруженных комбинированной нагрузкой, результирующие эквивалентные
- 13. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УГЛОВЫХ ШВОВ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ нахлесточное соединение тавровое соединение Сечения углового шва с
- 14. Aw – площадь сечения [мм2] Iw - момент инерции сечения [мм 4] Jw – полярный момент
- 15. Эффективная длина сварного шва L Рекомендуемая длина угловых швов находится в диапазоне 5a Для более длинных
- 16. Минимальный катет шва в машиностроении принимают равным 3 мм, исключения составляют конструкции, в которых толщина самого
- 17. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ ШВАХ Распределение напряжений в сварных швах в большинстве случае может быть
- 18. В лобовых швах тавровых соединений большое влияние на распределение напряжений оказывает конфигурация поперечного сечения шва (глубина
- 20. Основные понятия и определения при расчете на циклическую прочность Прочность сварного соединения при переменных нагрузках зависит
- 21. Расчет сварных соединений, работающих на усталость ТКП EN 1993-1-9-2009 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. Часть 1-9. Усталостная прочность
- 25. Классификация напряжений и деформаций. Механизм образования Сварка, как и другие процессы тепловой обработки металла (прокатка, литье,
- 26. 2. Наблюдаемые деформации εн характеризуют изменения размеров тела , которые можно зарегистрировать измерительными приборами . В
- 27. 2. Равномерные по толщине поперечные пластические деформации εy пл.ост., создающие поперечную усадочную силу и вызывающие поперечное
- 28. 4. Перемещения в зоне шва в направлении перпендикуляра к поверхности свариваемых листов (потеря устойчивости) . Такие
- 30. Характерными особенностями сварных конструкций балочного типа являются их относительно большая длина по сравнению с высотой и
- 31. 4) Регулирование теплового воздействия на конструкцию 1) Компенсация сварочных деформаций на стадии сборки конструкции 3) Рациональная
- 32. 1. Компенсация сварочных деформаций на стадии сборки 1.1 Сборка деталей (или их изготовление) с учетом предполагаемых
- 33. 2) Выбор рационального типа сварных соединений и мест расположения сварных швов - сечение швов не должно
- 34. При сварке конструкций, содержащих продольные и поперечные швы, например листовых полотнищ, поперечные швы должны быть выполнены
- 35. Снижению остаточных напряжений способствует обратноступенчатый способ выполнения шва. Этот способ рекомендуется использовать при ручной дуговой сварке.
- 36. 4) Регулирование теплового воздействия на конструкцию Должно быть направлено на 1) уменьшение доли тепла, идущего на
- 37. 5) Термомеханическая правка сварных конструкций Для устранения деформаций изгиба можно воспользоваться продольным укорочением зоны нагрева, которую
- 38. 6) Пластическое деформирование отдельных участков сварного соединения Метод проковки металла шва применяется при монтаже толстостенных конструкций.
- 39. 7) Термическая обработка сварных конструкций Проводят с целью восстановления (улучшения) механических свойств металла шва и околошовной
- 40. Для устранения деформаций применялся прием термической обработки с предварительно закрепленными торцами. Перед сваркой цилиндрическую форму торцов
- 42. Скачать презентацию
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ
Материалы сварных конструкций, их выбор в зависимости от условий эксплуатации.
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ
Материалы сварных конструкций, их выбор в зависимости от условий эксплуатации.
Основные принципы расчета сварных соединений: по допускаемым напряжениям и предельным состояниям. Нормы предельных сопротивлений и допускаемых напряжений, коэффициенты безопасности.
Особенности расчета стыковых и угловых соединений при дуговой сварке. Ресурсосберегающие технологические процессы при выполнении соединений с угловыми швами. Расчет соединений, выполняемых контактной точечной сваркой.
Распределение напряжений в швах и сопротивление усталости сварных соединений. Принципы проектирования сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках.
Методы уменьшения сварочных деформаций и напряжений.
МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В общей стоимости изготовленной и смонтированной конструкции стоимость металлопроката
МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В общей стоимости изготовленной и смонтированной конструкции стоимость металлопроката
К материалам, используемым при изготовлении сварных конструкций, можно отнести стали, цветные сплавы, а также пластмассы, композитные материалы. Основное место при проектировании и производстве сварных конструкций занимают конструкционные стали и цветные сплавы.
Классификация конструкционных сталей по содержанию углерода
низкоуглеродистые
(С до 0,25 %)
Ст.3, Сталь 20
среднеуглеродистые
(С = 0,26 – 0,45 %)
Сталь 35
высокоуглеродистые
(С более 0,45 %)
Сталь 45
Классификация сталей по содержанию легирующих элементов
низколегированные
(содерж. легир.
элементов до 5 %)
12ХМ, 10ХСНД
среднелегированные
(содерж. легир.
элементов 5 – 10 %)
14ХГ2САФД
высоколегированные
(содерж. легир.
элементов более 10%)
12Х13
МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Спокойные и полуспокойные стали по механическим свойствам различаются незначительно.
МАТЕРИАЛЫ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Спокойные и полуспокойные стали по механическим свойствам различаются незначительно.
Классификация сталей по степени раскисления
кипящие «кп»
плавка стали сопровождается без достаточного количества раскислителей
спокойные «сп»
cтали, раскисленные добавками SI и Mn
полуспокойные «пс»
cтали, занимающие промежуточное положение
Углеродистые стали обыкновенного качества согласно ГОСТ 380 – 2005 разделяют на три группы:
группа А – сталь поставляется по механическим свойствам;
группа Б – сталь поставляется по химическим свойствам;
группа В – сталь поставляется по механическим и химическим свойствам (наиболее дорогостоящие стали).
Сравнение предела прочности сталей
марка стали
Максимальный предел прочности, МПа
К высокопрочным сталям относят
Сравнение предела прочности сталей
марка стали
Максимальный предел прочности, МПа
К высокопрочным сталям относят
В отраслях промышленности, где основными факторами являются низкий вес
В отраслях промышленности, где основными факторами являются низкий вес
Обладают
хорошей
свариваемостью
плохая
свариваемость
ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ (LIMIT STATES): Состояния, при которых конструкция не отвечает требованиям
ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ (LIMIT STATES): Состояния, при которых конструкция не отвечает требованиям
Выделяют ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ (ПС первой группы) Состояния, связанные с разрушением или другими формами отказа несущей конструкции (хрупкого, вязкого, усталостного или иного характера разрушения; потери устойчивости формы конструкции или ее положения,)
ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРИГОДНОСТИ (ПС второй группы): Состояния, при которых не выполняются установленные условия эксплуатационной пригодности несущей конструкции или ее элемента (чрезмерные перемещения , прогибы, углы перекоса и поворота, колебания).
СТБ EН 1990-2007 ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
ТКП EN 1993-1-1-2009 Еврокод 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий
ТКП EN 1993-1-8-2009 Еврокод 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ .
Часть 1-8. Расчет соединений
Допускаемые напряжения в швах машиностроительных конструкций устанавливаются в зависимости от допускаемых напряжений основного металла. Это положение позволяет проектировать сварные соединения, равнопрочные основному металлу
Сварные соединения сталей, выполненные дуговой сваркой , по определению допускаемых напряжений делятся на две группы. К первой группе относятся швы низкоуглеродистых сталей обычного качества и низколегированных, у которых механические свойства швов и зоны термического влияния соответствуют свойствам основного металла.
Ко второй группе относятся швы сталей со специальными свойствами (высокопрочные, коррозионно-стойкие), у которых свойства швов или металла околошовной зоны ниже свойств основного металла. Для швов этой группы сталей допускаемые напряжения назначаются на основе специально проведенных экспериментов в условиях, соответствующих работе проектируемой сварной конструкции.
В основу расчета по методу предельного состояния положены РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ R,
В основу расчета по методу предельного состояния положены РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ R,
Допускаемые усилия для элемента при продольной силе определяют по формуле
где Aw – площадь поперечного сечения.
Допускаемый момент при изгибе определяется по формуле
где W – момент сопротивления сечения.
.
где Rnom – номинальное значение показателей материала (В качестве номанального сопротивления принимают минимальный предел текучести или предел прочности σВ).;
γ- частный коэффициент безопасности по материалу
т - коэффициента условий работы (m = 0,9- для сжатых балок и элементов ферм)
Допускаемые напряжения при РАСТЯЖЕНИИ [σ]р обычно понимают как основные. Допускаемые напряжения
Допускаемые напряжения при РАСТЯЖЕНИИ [σ]р обычно понимают как основные. Допускаемые напряжения
При статических нагрузках, как правило, допускаемые напряжения назначаются в зависимости от предела текучести σт и определяются соотношением
Номинальные допускаемые напряжения для углеродистой стали, не зависящие от расчетного ресурса
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ.
Для сварных швов, нагруженных
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ.
Для сварных швов, нагруженных
Площадь продольного сечения шва : Aw =L*а
a - толщина шва;
L – эффективная длина шва;
За эффективную длину сварного шва принимают длину шва с полноразмерной эффективной высотой a.
Ее можно принять равной полной длине шва за вычетом его двойной эффективной высоты a. Снижение эффективной длины сварного шва не требуется, при условии обеспечения полноразмерности сварного шва по всей его длине, включая начало и конец шва.
- нормальное напряжение, действующее в критической площади сечения
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УГЛОВЫХ ШВОВ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ
нахлесточное соединение
тавровое соединение
Сечения углового
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УГЛОВЫХ ШВОВ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ
нахлесточное соединение
тавровое соединение
Сечения углового
а – расчетная толщина шва
Aw – площадь сечения [мм2]
Iw - момент инерции сечения [мм 4]
Jw
Aw – площадь сечения [мм2] Iw - момент инерции сечения [мм 4] Jw
В общем случае расчетную толщину углового шва можно представить в виде:
где К- катет сварного шва; β – коэффициент, зависящий от способа сварки
Площадь сварного шва: Aw=βKL
Эффективная длина сварного шва L
Рекомендуемая длина угловых швов находится в диапазоне
Эффективная длина сварного шва L
Рекомендуемая длина угловых швов находится в диапазоне
5a< L< 70a.
Для более длинных швов на практике используются прерывистые швы.
Для очень протяженных швов (150a
Минимальный катет шва в машиностроении принимают равным 3 мм, исключения составляют
Минимальный катет шва в машиностроении принимают равным 3 мм, исключения составляют
Исходя из вышесказанного, основная расчетная формула для проверки прочности одностороннего углового шва (выполняемого без полного проплавления) имеет вид:
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ ШВАХ
Распределение напряжений в сварных швах в
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ ШВАХ
Распределение напряжений в сварных швах в
Концентрация напряжений в зоне стыкового шва может быть связана с рядом причин:
при наличии выпуклости шва появляется концентрация напряжений, что связано с искривлением силовых линий. Зоны шва, граничащие с основным металлом, испытывают концентрацию напряжений;
источником концентрации напряжений в стыковом шве может быть смещение кромок (депланация) стыкуемых элементов ;
концентрация напряжений может быть вызвана местным изгибом стыкового соединения от неравномерной кристаллизации шва.
При качественном технологическом процессе и рациональном очертании стыкового шва концентрация напряжений является минимальной. В других типах сварных соединений этого достичь не удается.
В лобовых швах тавровых соединений большое влияние на распределение напряжений оказывает
В лобовых швах тавровых соединений большое влияние на распределение напряжений оказывает
Напряжения в лобовых швах концентрируются в плоскости АD, проходящей через корень шва (точка А), положение этой плоскости зависит от направления приложения нагрузки.
При соединении деталей фланговыми швами касательные напряжения по длине швов распределены неравномерно ( при длине шва более 50К, необходимо учитывать неравномерность распределения напряжений в расчете).
Основные понятия и определения при расчете на циклическую прочность
Прочность сварного соединения
Основные понятия и определения при расчете на циклическую прочность
Прочность сварного соединения
б – знакопостоянный цикл нагружения; в – асимметричный знакопеременного цикл | σmax | ≠ | σmin | г - отнулевой цикл.
Характер изменения напряжений по времени бывает различным: как синусоидальным (рис. 4.2, а—г), так и другой формы .(рис. 4.2, д, е)
Коэффициент амплитуды цикла (характеристика цикла):
r = σmin/σmax
- для симметричного цикла r = -1; для отнулевого цикла r =0
Среднее напряжение цикла σm = (σmin+σmax) / 2
Амплитудное напряжение цикла σa = (σmin-σmax) / 2
На диаграмме прочности металла в зависимости от числа циклов нагружения 2 отрезка: наклонный и горизонтальный. Горизонтальная прямая соответствует пределу выносливости (усталости) σr.
Предел выносливости - это напряжение, при котором материал не разрушается при достаточно большом числе циклов.Число циклов, при котором определяется предел усталости называется БАЗОЙ ИСПЫТАНИЙ NБ = 2е6 – 1е7 – для стальных образцов.
Расчет сварных соединений, работающих на усталость
ТКП EN 1993-1-9-2009 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ
Расчет сварных соединений, работающих на усталость
ТКП EN 1993-1-9-2009 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ
Расчет прочности сварных конструкций, работающих под переменными нагрузками, производится по марке металла, характеристике цикла r, эффективным коэффициентам концентрации напряжений Кэ и продолжительности эксплуатации, определяемой числом нагружении N.
При расчете по СНиПу каждый тип соединения причисляется к одной из 8 условных групп (см. таблицу).
Классификация напряжений и деформаций. Механизм образования
Сварка, как и другие процессы тепловой
Классификация напряжений и деформаций. Механизм образования
Сварка, как и другие процессы тепловой
В зависимости от продолжительности существования напряжения разделяют на временные, существующие в период выполнения сварки, и на остаточные, устойчиво сохраняющиеся в течение длительного времени после сварки.
Деформацией называют изменение размеров или формы тела под действием приложенных к нему сил. Деформации могут быть упругими и пластическими. Сварочные деформации обычно характеризуют прогибами элементов, углами поворота, укорочениями, величинами выхода точек тела из плоскости равновесия. Деформации, приводящие к изменению размеров всего изделия, искривлению его геометрических осей, называют общими. А деформации, относящиеся к отдельным участкам его, называют местными. Перемещения - смещения одних точек детали по отношению к другим.
Причины возникновения собственных напряжений и деформаций в СК
2. Наблюдаемые деформации εн характеризуют изменения размеров тела , которые можно
2. Наблюдаемые деформации εн характеризуют изменения размеров тела , которые можно
3. Собственные (внутренние) деформации состоят из упругих εупр и пластических εпл
Указанные виды деформаций связаны между собой соотношением.
Виды деформаций металла:
1. Температурные деформации εα, вызванные изменением размера частиц тела при изменении температуры (деформации, возникающие в процессе структурных превращений, также относят к температурным). Величина температурных деформаций зависит от коэффициента линейного расширения металла и изменения температуры.
Различают 5 основных видов деформаций и перемещений в зоне сварных соединений.
Равномерные по толщине продольные пластические деформации εх пл.ост., создающие так называемую фиктивную усадочную силу Рус, создающую сжимающие напряжения σсж и вызывающую продольное укорочение по длине пластины Δпр:
Рус часто определяют экспериментально.
Для стыковых соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей , а также тавровых соединений с односторонним швом
При сварке легированных сталей из-за структурных превращений Рус может оказаться растягивающей.
Для тавровых соединений с двухсторонним швом
2. Равномерные по толщине поперечные пластические деформации εy пл.ост., создающие поперечную
2. Равномерные по толщине поперечные пластические деформации εy пл.ост., создающие поперечную
В зависимости от условий сварки Δпоп имеет разные значения:
где А – эмпирический коэффициент, А = 1-1,2 при дуговой сварке с полным проплавлением; сγ - объемная теплоемкость металла.
Значение Δпоп изменяется в широких пределах ( при толщине металла 3-5 мм – десятые доли мм, при толщине 5-20 мм от 0,5 до 1,5 мм.
3. Неравномерные по толщине поперечные пластические деформации , образующие угловое перемещение β в зоне сварного соединения. Неравномерные но толщине поперечные пластические деформации вызывают поворот одной части пластины относительно другой на угол β.
При проплавлении пластины или выполнении углового шва угол β зависит от отношения H/s( (глубины проплавления / толщине пластины).
4. Перемещения в зоне шва в направлении перпендикуляра к поверхности свариваемых
4. Перемещения в зоне шва в направлении перпендикуляра к поверхности свариваемых
5. Сдвиговые деформации. При сварке в зоне нагрева точки свариваемых пластин перемещаются в направлении оси Х. Впереди источника нагрева они движутся в одном направлении с ним, а позади него — в противоположном.
Перемещения при сварке стыковых соединений
Сварка стыкового соединения может производиться без прихваток как с зазором между пластинами, так и без него.
В общем случае в процессе сварки пластин с зазором возникает одновременно несколько видов перемещений:
Изгиб от неравномерного нагрева по ширине. Изгиб приводит к раскрыванию сварочного зазора.
Сокращение зоны термического влияния при остывании в поперечном направлении приводит к поступательному сближению пластин и их повороту, которые вызывают закрытие зазора
Перемещения, вызываемые изменением объема металла при его структурных превращениях в процессе сварки. Они могут как открывать, так и закрывать зазор при сварке.
Сочетание трех перечисленных выше видов перемещений может создавать самые разнообразные изменения зазора в процессе сварки.
Характерными особенностями сварных конструкций балочного типа являются их относительно большая длина
Характерными особенностями сварных конструкций балочного типа являются их относительно большая длина
Перемещения в конструкциях балочного типа
После сварки продольного шва возникают усадочная сила Рус которая создает укорочение балки и момент от силы Рус на плече е1, относительно центра тяжести сечения, который вызывает изгиб балки.
Закручивание поясов возникает вследствие неодновременной поперечной усадки углового шва по его длине. Например, шов 1 по мере его заварки закручивает верхний пояс, а шов 2—нижний, так как швов 3 и 4 пока нет, а есть лишь прихватка. Швы 3 и 4 не могут вызвать такое же противоположное закручивание в противоположном направлении из-за жесткости швов 1 и 2. Сварка в кондукторах или жесткие прихватки устраняют этот дефект.
4) Регулирование теплового воздействия на конструкцию
1) Компенсация сварочных деформаций на
4) Регулирование теплового воздействия на конструкцию
1) Компенсация сварочных деформаций на
3) Рациональная последовательность выполнения сварных швов
Методы уменьшения сварочных напряжений
и деформаций
Мероприятия, выполняемые до сварки
Мероприятия, выполняемые в процессе сварки
Мероприятия, выполняемые после сварки
6) Пластическое деформирование отдельных участков сварного соединения
5) Термомеханическая правка сварных конструкций
7) Термическая обработка сварных конструкций
2) Выбор рационального типа сварных соединений и мест расположения сварных швов
1. Компенсация сварочных деформаций на стадии сборки
1.1 Сборка деталей (или их
1. Компенсация сварочных деформаций на стадии сборки
1.1 Сборка деталей (или их
1.2 Упругое деформирование отдельных деталей или всей конструкции в обратном по отношению к ожидаемым сварочным деформациям направлениям
1.3 Жесткое закрепление конструкции . Точки закрепления деталей рекомендуется располагать на расстоянии 5-10 толщин детали. При меньшем расстоянии возможно образование холодных трещин. Усилие, необходимое для жесткого закрепления, приближенно оценить по выражению
2) Выбор рационального типа сварных соединений и мест расположения сварных швов
-
2) Выбор рационального типа сварных соединений и мест расположения сварных швов
-
- швы необходимо располагать возможно ближе к осям, проходящим через центр тяжести изделия, или на самих осях; - центр тяжести поперечных сечений двух параллельных швов должен совпадать с центром тяжести поперечного сечения свариваемой конструкции; - количество швов в конструкции следует проектировать возможно меньшее для уменьшения усадочных усилий, действующих в ней; - для ограничения угловой деформации необходимо уменьшать угол раскроя V-образных швов или применять X-образные швы при больших толщинах свариваемых листов; -предусматривать в приспособлениях зажимы для правильной установки деталей при сборке. Причем характер действия зажимов должен обеспечивать свободное перемещение деталей в их плоскости по направлению поперечной усадки и задерживать повороты деталей, т. е. препятствовать угловой деформации. - в конструкциях, имеющих замкнутые контуры сварных швов, с целью ограничения возможных выпучин или вогнутостей в листовых деталях от потери устойчивости необходимо предусматривать постановку ограничений в виде распорок, диафрагм ребер жесткости.
3) Рациональная последовательность выполнения сварных швов
Последовательность выполнения сварных швов должна быть такой, чтобы деформации от сварки последующего шва, компенсировали деформации от предыдущих швов, а также ранее выполненные швы не должны препятствовать свободному протеканию деформаций, возникающих при сварке последующего шва.
Сварку параллельных швов выполнять в противоположных направлениях
При сварке конструкций, содержащих продольные и поперечные швы, например листовых полотнищ,
При сварке конструкций, содержащих продольные и поперечные швы, например листовых полотнищ,
В этом случае поперечная усадка швов 4, 5 будет протекать без препятствия со стороны отдельных частей конструкции.
При сварке тонколистового металла в районе действия напряжений сжатия может произойти потеря устойчивости и образуется хлопун.
При сварке поперечных стыков балки для того чтобы обеспечить свободное протекание поперечной усадки поясные швы на участке длиной 800-1000 мм оставляют не сваренными. В первую очередь производят сварку стыковых швов поясов балки 1 и 2, затем стыковой шов стенки 3. Швы 4 сваривают в последнюю очередь.
Снижению остаточных напряжений способствует обратноступенчатый способ выполнения шва. Этот способ рекомендуется
Снижению остаточных напряжений способствует обратноступенчатый способ выполнения шва. Этот способ рекомендуется
4) Регулирование теплового воздействия на конструкцию
Должно быть направлено на 1) уменьшение
4) Регулирование теплового воздействия на конструкцию
Должно быть направлено на 1) уменьшение
Для уменьшения сварочных деформаций необходимо уменьшать долю теплоты, идущую на нагрев околошовной зоны. Это может быть достигнуто использованием высококонцентрированных источников нагрева (газовая сварка →дуговая сварка →электроннолучевая →лазерная).
Второй путь – увеличения оттока теплоты в оснастку. Это достигается применением высокотеплопроводных (медных) подкладок или подкладок с водяным охлаждением (нужно быть осторожным, т.к. увеличение скорости охлаждения может вызвать холодные трещины). Для уменьшения угловых деформаций применяют сварку с сопутствующим нагревом шва с противоположной стороны дополнительным источником тепла.
К методам регулирования тепловложения можно отнести «метод теплового домкрата» - перед сваркой нагревают участки детали, окружающие ремонтируемый участок или путем нагрева перед сваркой специально установленных распорных элементов
При ремонте поврежденных участков путем установки заплат для предотвращения появления трещин рекомендуется перед ремонтом нагревать угловые зоны отверстия, в котором располагается заплатка
5) Термомеханическая правка сварных конструкций
Для устранения деформаций изгиба можно воспользоваться продольным
5) Термомеханическая правка сварных конструкций
Для устранения деформаций изгиба можно воспользоваться продольным
Аналогичный результат можно получить в результате поперечной усадки специально нагреваемых зон стенки балки. Метод называют «правка нагревом клиньями».
К наиболее сложным для исправления сварочным деформациям относятся деформации потери местной устойчивости, когда тонкостенный элемент выпучивается (хлопун).
Для устранения избытка площади поверхности используется метод «нагрева пятачками». Элемент, потерявший устойчивость , нагревают отдельными зонами так, чтобы произошла усадка металла. Размер зон нагрева составляет 30-40 мм., располагаются они вразброс.
6) Пластическое деформирование отдельных участков сварного соединения
Метод проковки металла шва применяется при
6) Пластическое деформирование отдельных участков сварного соединения
Метод проковки металла шва применяется при
Проковка осуществляется с помощью специальных насадок на пневматический ударный инструмент. Основной недостаток — низкая эффективность из-за местного характера воздействия на металл шва. Для тонкостенных конструкций применяют метод прокатки швов между роликами . Этот метод обеспечивает плавное равномерное деформирование металла.
Снятие остаточных сварочных напряжений осуществляется с помощью ультразвуковых колебаний и вибраций на низких частотах. Низкочастотная виброобработка снижает напряжения и стабилизирует геометрические размеры сварной конструкции. Она проводится с помощью специального комплекса упрочняющей виброобработки. Ультразвуковая обработка снижает концентрации напряжений нагрузки в сварном соединении; выгодно перераспределяет остаточные сварочные напряжения в сварном шве и околошовной зоне; улучшает структуру металла и стабилизирует ее.
Технологический комплекс «Шмель 1» предназначен для упрочняющей обработки сварных соединений металлоконструкций методом поверхностного пластического деформирования материала на ультразвуковой частоте
7) Термическая обработка сварных конструкций
Проводят с целью восстановления (улучшения) механических свойств
7) Термическая обработка сварных конструкций
Проводят с целью восстановления (улучшения) механических свойств
Необходимо отметить, что термообработка сварных конструкций с целью снижения остаточных напряжений –затратная технология. Ее рекомендуется назначать в следующих случаях: когда возможно появление объемных остаточных напряжений (при толщине металла более 150 мм); когда возможно накопление деформаций в корне многослойного шва (число проходов более 5-10, толщина металла более 30-40 мм); когда предъявляются требования к точности базовых размеров; когда ТО применяется для улучшения механических свойств.
Для устранения деформаций применялся прием термической обработки с предварительно закрепленными торцами.
Для устранения деформаций применялся прием термической обработки с предварительно закрепленными торцами.