Назад: 3.4.5 Методика конструирования приспособлений

3.5. Остаточные деформации и напряжения

3.5.1. Влияние на работоспособность

Причины, по которым необходимо уделять внимание этому вопросу при проектировании сварочного производства, обусловлены тем, что практически все способы сварки сопровождаются неравномерным нагревом изделия, в результате чего температурные деформации могут вызывать изменение проектного положения деталей при сварке, размеры и форму готовой конструкции.

Различают временные и остаточные напряжения и деформации.

Временные способствуют образованию горячих трещин, изменяют пространственное расположение свариваемых кромок (вызывают смещение и угловатость кромок), что осложняет автоматизацию и роботизацию сварки, ухудшает отвод тепла от кромок, изменяет зазор в стыке.

Остаточные деформации ухудшают товарный вид конструкции; затрудняют последующую сборку сварных узлов; затрудняют балансировку сварной конструкции; снижают точность изготовления и увеличивают объем механической обработки после сварки.

Остаточные напряжения увеличивают накопленную в конструкции потенциальную энергию, что усиливает негативные последствия разрушения; снижают сопротивление коррозионному растрескиванию; способствуют развитию хрупкого разрушения и образованию холодных трещин.

Таким образом, напряжения и деформации, возникающие при сварке, не только увеличивают трудоемкость изготовления, но и могут существенно повлиять на ее эксплуатационные характеристики.

Несмотря на то, что при проектировании сварной конструкции должны быть приняты необходимые меры для снижения сварочных напряжений и деформаций, нередко эти меры оказывается недостаточно эффективными. Поэтому при разработке технологии изготовления сварных конструкций вопросам уменьшения и устранения напряжений и деформаций, возникающих при сварке, необходимо уделять повышенное внимание, а в случае необходимости предусматривать дополнительные технологические операции для исправления деформаций и снятия остаточных напряжений.

Основываясь на теории образования сварочных напряжений и деформаций, которая была рассмотрена при изучении дисциплины «Расчет и проектирование сварных конструкций», можно выделить следующие группы методов уменьшения остаточных напряжений, деформаций и перемещений: регулирование теплового воздействия на конструкцию; сборка конструкции с учетом предполагаемых деформаций и перемещений деталей при сварке (метод компенсации); рациональная последовательность выполнения сварных швов.

Рассмотрим примеры практического использования этих методов.

Далее: 3.5.2. Регулирование теплового воздействия при сварке