Сварочные напряжения и деформация


С такими  понятиями, как сварочные напряжения и деформация, сталкивался каждый сварщик. Избежать их появления, ввиду специфических особенностей такого метода соединения двух деталей, как сварка, практически невозможно, но при этом следует учитывать, что их появление приводит к общему снижению прочности всей сварной конструкции, а также отрицательно сказывается и на качестве сварного шва.

 

Основные причины возникновения сварочных напряжений и деформации.

Строго говоря, сварочные напряжения и деформация могут возникать по целому ряду причин, но среди основных причин появления этих факторов можно назвать

  • выборочное или неравномерное прогревание и охлаждение металла
  • литейную усадку металла
  • структурные изменения, появляющиеся в сварном шве.

 

Деформация стального листа при сварке.

 

Как известно, при нагревании металл расширяется. Во время сварки происходит неравномерное прогревание и охлаждение металла – то есть, прогревается только та его часть, которая непосредственно задействована в формировании сварного шва. Та часть изделия, которая сильно прогревается, начинает расширяться  и оказывать свое воздействие на металл близлежащей зоны, который сильно отличается по своей температуре. То воздействие, которое при этом оказывается на менее нагретые участки металла, то есть, степень его деформации, зависит от теплопроводности самого металла – чем ниже теплопроводность, тем более мощное напряжение возникает в металле, и тем сильнее он деформируется. Также степень деформации зависит и от той температуры, до которой разогревается металл во время сварки.

Литейная усадка появляется в сварном шве в тот момент, когда металл, остывая, начинает сжиматься. Это приводит к тому, что на этом участке металла образуются силы, которые «тянут» за собой близлежащие участки, что также приводит к напряжению и деформации металла. Степень такого воздействия зависит от количества разогретого металла – чем его меньше, тем меньшее воздействие оказывается, а значит, и меньшая деформация происходит.

 

Угловая деформация.

 

Структурные изменения в сварном шве могут оказывать как растягивающее, так и сжимающее воздействие на соседние участки металла, так как они могут привести как к увеличению объема металла, так и к его снижению – все зависит от вида металла, который принимал участие в формировании сварного шва. Например, при сварке углеродистых сталей структурные изменения в сварном шве приводят к снижению объема металла. И чем больше содержание углерода в составе такой стали, тем большие изменения объема металла происходят вследствие таких изменений, что может привести даже к образованию трещин на поверхности металлического, подвергаемого сварке изделия.

 

Методы уменьшения сварочных напряжений и деформации.

Понятно, что такие факторы, как сварочные напряжения и деформация, отрицательно сказываются на прочностных характеристиках сварных изделий. Иногда внутреннее напряжение, возникающее в сварном шве, оказывается настолько велико, что при добавлении каких-то внешних факторов, негативно действующих на сварной шов, могут привести к разрушению всей сварной конструкции. Именно поэтому на эти моменты и обращают особое внимание опытные сварщики, применяя различные приемы, помогающие снизить сварочные напряжения и уменьшить деформацию. К таким приемам относятся:

  • внимательный подход к выбору конструкции сварного изделия
  • правильный выбор месторасположения сварных швов
  • выбор последовательности выполнения сварных швов, если для получения сварной конструкции их требуется несколько. При этом стоит учитывать, что последовательность швов должна допускать не затрудненную ничем деформацию всего изделия. То есть, если приходится сваривать изделие, состоящее из нескольких листов, то сначала надо сварить все поперечные швы, а потом соединять листы сварными швами между собой.

Последовательность выполнения сварных швов.

  • выбор правильного режима сварки

 

Для снижения деформации и внутреннего напряжения металла очень важно правильно выбрать способ выполнения сварных швов и наиболее подходящую их разновидность. Сварные швы, отличающиеся значительной длиной, следует выполнять обратноступенчатым методом. Если требуется выполнить сварку, состоящую из нескольких слоев, то в этом случае лучше всего подойдет каскадный способ сварки или так называемая «горка». При этом следует учитывать направление деформации, вызванной тем или иным швом – каждый последующий шов должен вызывать деформацию, направление которой строго противоположно направлению деформации, вызванной предыдущим швом.

Кроме того, для уменьшения деформаций, вызываемых неравномерным прогревом изделий из металла, можно применить такой метод, как предварительный нагрев всего изделия – это уменьшит разницу температур в свариваемой зоне и в зоне, не затронутой сваркой, что приведет к значительному снижению внутреннего напряжения металла.

Читайте также:

Газовая сварка используется в разных отраслях. Как и дуговая, она имеет свои особенности, допустимые режимы и способы. О последних мы и хотим вам рассказать. Из этой статьи вы узнаете об общих особенностях газовой сварки и существующих способах, их технологии и производительности.

Сварные соединения бывают разных типов. На сегодняшний день таких насчитывается пять. В этой статье мы расскажем о существующих типах соединений и отдельно остановимся на наиболее распространенном – стыковом сварном соединение. Расскажем об его особенностях, видах и преимуществах. 

Сварка деталей может проходить совершенно разными технологическими способами. Они непосредственно зависят от состава материала и конструкционных особенностей. Целью любого сварочного процесса является создание прочного сварного шва и скрепление тех или иных деталей. 

Рекомендовано: