Возникновение деформаций и перемещений

Возникновение деформаций и перемещений

Рис. 4.1. Схема действия уса­дочной силы в сварном соеди­нении

4.1.2.1. Продольные деформации и перемещения. В процессе сварки шов и околошовная зона разогреваются до высоких температур Т (рис. 4.1), что вызывает их расширение еа и

Возникновение деформаций и перемещений

Рис 4 2 Схема образования поперечной усадки при однопроходной стыковой сварке:

Vo — зазор перед сваркой, V — перемеще­ние свободной кромки, исв— скорость

сварки

удлинение детали в направлении оси шва. При этом со стороны менее нагретой части детали на высокотемпературную зону действует реакция, вызывая в ией собственные деформации укорочения ес<0. Высокотемпературная зона составляет не­большую часть от поперечного сечения детали, и возникающие в ней собственные деформации укорочения существенно больше, чем деформации удлинения вне зоны шва. Значитель­ная часть собственной деформации укорочения в зоне шва

переходит в пластическую деформацию епл- После полного осты­вания пластическая деформация зоны шва, возникшая при на­греве, вызывает сокращение длины детали по сравнению с ис­ходным размером до сварки Апр, называемое продольной усад­

кой. При этом со стороны шва на деталь действует усадочная сила РуС. На рис. 4.1 показан вид эпюр остаточных упругих и пластических деформаций в шве. Формулы для расчета Рус приведены в 4.3.1.4.

4.1.2.2. Поперечные перемещения. Расширение зоны1 шва

Возникновение деформаций и перемещений

при сварке происходит также в направлении, перпендикуляр­ном к оси шва. Свободное расшире­ние металла в этом направлении воз­можно лишь при сварке с зазором, равным сумме максимальных свобод­ных перемещений кромок 2отах (рИС.

4.2) . При меньшей величине зазора расширению зоны шва препятствует закрепление детали и заваренная часть шва. Происходит расширение всей детали на величину 2 ораСш< <2 Umax. Сокращению металла при остывании зоны шва также препят­ствуют закрепление и жесткость сва­ренной детали, поэтому 2 иСокр<20тах.

Рис. 4 3. Схемы образования РаЗНИЦЗ ПЄРЄМЄЩЄНИЙ ПРИ ОСТЫВЭ-

угловых перемещений р НИИ И НЭГреве ДЗЄТ ПОПЄрЄЧИуЮ уСЭД-

ку:

А поп = 2уСОкр 2урасш = Avm ах — (4-3)

Значение коэффициента А зависит от наличия зазора, усло­вий закрепления, условий сварки, формы и размеров детали. Формулы для расчета отах и А приведены в 4.3.1.4.

4.1.2.3. Другие виды перемещений в зоне шва. При сварке происходят одновременно продольные и поперечные перемеще­ния в зоне шва. Их взаимодействие вызывает различные виды сварочных перемещений. Угловое перемещение р (рис. 4.3) происходит вследствие неравномерного по толщине детали по­перечного перемещения при асимметричном расположении шва или неодинаковых условиях усадки отдельных частей шва. Смещение в направлении толщины детали Дг может быть свя­зано с неодинаковым продольным расширением свариваемых цилиндрических деталей при наложении кольцевого шва. или с потерей устойчивости листов от расширения в направлении оси шва. Смещение деталей вдоль оси шва Ах связано с их не­одинаковым удлинением при нагреве. Например, при сварке тавровых соединений, даже при одинаковой толщине сваривае­
мых пластин, удлинение стенки примерно в 1,5 раза больше, та^ как полоса нагрева в полке расположена в середине пла­стины, а в стенке — на краю.

Updated: 10.12.2013 — 20:19