Все о сварке

Как соединены деформации сплава и напряжение при сварке?

Сварочное напряжение, накапливающееся в сплаве, находится постоянно. Без него не обходится ни одна сварка, так как сплав в той либо другой степени испытывает перегрузки. Часто напряжение никак не влияет на конечный итог вашей работы, но в ряде всевозможных случаев его излишек может привести к деформации швов либо поверхности самого сплава.

В данной статье мы тщательно поведаем, от чего зависит величина деформации свариваемого железного изделия, как предупредить деформации и напряжения при сварке. Вы также узнаете некие индивидуальности, которые нужно учесть во время выполнения работ.

  • Общая информация
  • Как предупредить деформации
  • Заместо заключения

Общая информация

Наверное в тестах НАКС вы замечали вопросец «Что из перечисленного вызывает концентрацию напряжения в сварных швах?». На выбор предлагалось три варианта: механические характеристики материала, технологические недостатки шва и нагрев при сварке. Конкретно в этом вопросце и кроется основной ответ, касающийся нашей темы.

Основной «виновник» завышенного напряжения — технологические недостатки шва. Естественно, есть и остальные предпосылки появления напряжений и деформаций (к примеру, неверное очертание швов). Но конкретно техдефекты являются главной предпосылкой. А никак не нагрев при сварке, как говорят почти все сварщики.

К техническим недостаткам относятся шлаковые включения, трещинкы, не проваренные участки и пузырьки газа, скопившиеся в сварочном соединении. Сварочные деформации образуются в тот момент, когда напряжение добивается собственного пика конкретно в местах технических изъянов. Естественно, нагрев сплава играет огромную роль в этом процессе, но не является главной предпосылкой заморочек.

Также некие мастера увидели, что существует еще одна причина появления напряжений и деформаций при сварке. Это естественная усадка сплава, которая происходит в момент остывания. Сплав меняет свое состояние с жидкообразного на жесткое, тем миниатюризируется его размер и сплав деформируется. Но часто эта неувязка возникает при неверном охлаждении.

Некие сварщики отмечают, что возможность деформации сплава возрастает, если система непростая и состоит из огромного количества различных швов. В особенности, если при разработке технической документации были допущены ошибки и перегрузка была рассчитана некорректно. Не считая того, при неких видах сварки сплав греется неравномерно, что также содействует его нехороший усадке в предстоящем. Нужно попытаться разогревать сплав равномерно и умеренно сформировывать шов.

Как предупредить деформации

В нормативных документах верно прописаны меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями. Также хорошие советы обычно дают мастера с долголетним опытом, которые на для себя испытали все трудности. Если вы новичок, то перепишите, а лучше выучите последующие советы. Они посодействуют для вас в рядовых и критических ситуациях.

Если для вас предстоит выполнить сварное соединение встык, то нужно накладывать швы обратноступенчатым либо комбинированным способом. При всем этом всю длину грядущего шва необходимо поделить на маленькие участки, по 10-20 см. Эти участки как раз и необходимо варить. Не вести непрерывный шов, а варить отдельные участки шва. Сварку необходимо вести строго в согласовании с технической документацией.

Благодаря такому способу тепло распространяется более-менее умеренно и даже если в сварном шве есть незначимые недостатки, то в их не будет скапливаться лишнее напряжение. А это означает, что возможность деформации при сварке уменьшится.

Интересно почитать:  Как сделать простой металлоискатель в домашних условиях

2-ой способ наиболее непростой и востребует сноровки. Тут самое основное — верно избрать очередность формирования швов. Допустим, вы выполнили 1-ый шов, и он привел к одному типу деформации, скажем, сплав выгнулся в одну сторону. Для вас нужно выполнить 2-ой шов так, чтоб сплав деформировался в оборотную сторону. Так вы можете уравновесить обратные деформации и выровнять деталь. Поглядите на картину ниже, чтоб лучше осознать сущность этого способа.

3-ий способ похож на предшествующий, но в нем есть отличия. Перед сваркой необходимо учитывать, в какую сторону сплав деформируется и состыковать детали так, чтоб опосля остывания деформируемые детали выровнялись под действием друг дружку. Деформация миниатюризируется за счет того, что кромки остывают и происходит естественная усадка. Этот способ весьма действенный, но нужно вполне осознавать механизм деформации сплава, чтоб предвидеть его поведение.

Если для вас необходимо сварить трубы, то их необходимо поделить на отдельные фрагменты и лишь потом сваривать. Опосля того, как вы соедините все фрагменты можно полученную деталь приварить к главной детали. На картинке ниже показан данный способ.

Твердое закрепление свариваемых деталей также применяется для уменьшения деформаций. Этот метод находит обширное применение в критериях массового и серийного производства при сварке деталей сложной формы. Детали закрепляют в особых приспособлениях (кондукторах), в каких создают сварку и вынимают их лишь опосля полного остывания. Но при всем этом методе могут появиться внутренние сварочные напряжения и деформации напряжения, для снятия которых сваренный узел подвергают следующей термообработке.

Очередной неочевидный метод избежать деформаций — подготовительный прогрев сплава в печи. Благодаря таковой обычный манипуляции вы можете уменьшить разность температур меж сварочной зоной и деталью. Из-за этого высочайшие температуры при сварке не станут предпосылкой следующих деформаций. Таковой способ является неотклонимой процедурой, если для вас необходимо сварить чугун, бронзу, алюминий и различные типы стали.

Если сварка уже выполнена, а вы не предприняли никаких мероприятий по предотвращению деформации, то поможет проковка. Для вас даже не непременно ожидать, пока сплав остынет. В таком случае жгучая проковка даже эффективнее, чем прохладная. При помощи проковки можно стремительно и отлично освободить деталь от лишнего напряжения, а означает предупредить его последующую деформацию. Делайте проковку умеренно, по другому гарантировано покажутся трещинкы. Чтоб проковка была действенной, скорость движения молота обязана быть высочайшей.

Для снятия напряжений в сварных соединениях можно использовать способ термообработки швов. Это предупредит возможность будущих деформаций. К тому же, швы, обработанные тепловым способом, получают усовершенствованные эксплуатационные свойства.

Заместо заключения

Вот и все, что мы желали поведать для вас о предотвращении деформаций. Не стоит волноваться, если вы начинающий сварщик и нашли на собственных деталях недостатки, показавшиеся вследствие лишнего напряжения. Пока у вас самый маленький разряд вы просто должны совершать ошибки и обучаться на их. С течением времени вы запомните все индивидуальности сварочных работ и будете использовать в собственной практике находки остальных опытнейших мастеров.

К тому же, на больших производствах постоянно проводят тестирование сварных соединений и вы непременно узнаете о всех недостатках, а означает можете в последующий раз выполнить работу лучше. На нашем веб-сайте в разделе «Нужная информация» вы отыщите много принципиальных и подходящих статей. Непременно прочтите их и примените на практике приобретенные познания. Хотим фортуны в работе!

Интересно почитать:  Мини металлоискатель своими руками

Watch this video on YouTube

Виды и предпосылки сварочных деформаций

Сварка обеспечивает самое крепкое и надежное соединение, если проведена верно. Но при нарушении технологии в конструкции появляются напряжения и деформации, вызванные сварочным действием. Искажается форма и размеры изделия, в итоге чего оно не может делать свои функции.

Что такое напряжение

Сварочное напряжение определяют как силу, действующую на единицу площади изделия. Оно быть может вызвано растягивающим, изгибающим, вращающим, сжимающим либо срезающим усилием.

Эти силы добиваются таковых величин, что в процессе использования напряжения и деформации в отдельных деталях приводят к разрушению всей конструкции. Не считая этого происходит понижение противокоррозионных параметров, изменяются геометрические размеры и твердость конструкции.

Напряжения и деформации бывают временными и остаточными. Какие сварочные деформации именуют временными, а какие остаточными определяется просто. Временные возникают во время сваривания деталей, 2-ые возникают и остаются опосля окончания сварки и остывания конструкции.

Предпосылки возникновения

Главные предпосылки появления напряжений и сварочных деформаций такие:

  • неоднородный нагрев железных заготовок;
  • усадочные конфигурации сплава в сварном шве;
  • фазовые конфигурации, возникающие при переходе расплавленного сплава из 1-го состояния в другое.

Одним из параметров металлов является их способность расширяться при повышении температуры и сжиматься при охлаждении. При плавлении в области сварочного соединения возникает неоднородная термозона.

Она вызывает напряжения сжимающего либо растягивающего характеристики. Если эти напряжения превосходят предел текучести сплава, то происходит изменение формы изделия, появляются остаточные деформации.

Разновидности деформаций зависят от того, в которых размерах они появляются. Выделяют три рода. Деформации первого рода действуют в макрообъемах, деформации второго рода происходят в границах кристаллических зернышек, а третьего рода происходят в кристаллической сетке сплава.

Деформации и напряжения при сварке появляются и при кристаллизации сварного шва, когда происходит усадка водянистого сплава. Размер остывающего водянистого сплава миниатюризируется, это вызывает напряжения снутри сплава. Параллельно и перпендикулярно оси сварочного шва формируются напряжения, которые вызывают изменение формы изделия. Продольные силы вызывают конфигурации длины сварного шва, а поперечные приводят к угловым деформациям.

При превышении определенных предельных температур при сваривании углеродистых и легированных сталей происходит их структурное перевоплощение. У их возникает иной удельный размер и меняется коэффициент линейного расширения, что приводит к большим сварочным напряжениям.

Самые огромные из их появляются в легированных сталях. В их образуются закалочные структуры, которые при охлаждении не ворачиваются к прежней структуре сплава, как почти всегда, а сохраняют колоссальные напряжения способные привести к разрушению сварного шва.

Для этих сплавов разрабатываются особые технологические процессы, снижающие остаточные напряжения и деформации.

Как предупредить

Для предупреждения вредных действий сварочных деформаций нужно соблюдать последующие правила и провести несколько мероприятий:

  • сварных швов обязано быть минимум, и они должны быть как можно короче;
  • количество пересекающихся и разнотолщинных швов так же сводят к минимуму;
  • сварочные соединения делают с плавным переходом толщин;
  • сплав наплавляют в наименьшем количестве;
  • в самых напряженных местах конструкции швы совсем не делают;
  • оставляют припуск на усадку.
Интересно почитать:  Как собрать металлоискатель в домашних условиях

Нужно верно выбирать метод сварки, который зависит от свариваемости материалов, энергии и режима. Чтоб уменьшить зону прогрева, необходимо прирастить скорость сваривания. Для роста глубины сварки (прогрев в толщину) нужно прирастить силу тока.

Для уменьшения вредных действий нагрева в зоне сваривания сварщику нужно по способности избегать прихваток.

Хороший результат дает внедрение зажимов и остальных сварочных приспособлений. Они разрешают сохранить подвижность деталей при сварке в продольном направлении и препятствовать угловому перемещению.

Заготовки располагают таковым образом, чтоб возникающие при остывании сварочные деформации были обратны напряжениям.

Для уменьшения остаточных напряжений и деформаций нужно употреблять подготовительный нагрев. Не считая этого необходимо верно избрать технологию сварки.

Последовательность наложения швов обязана уравновешивать возникающие напряжения. Накладывать швы нужно так, чтоб свариваемые детали имели самую большую подвижность.

В процессе сварки проводят проковку сварного шва, что деформирует остывающее сварное соединение и уменьшает действие усадки.

Методы устранения напряжений

Напряжения избавляют отжигом либо механическими способами. Отжиг является самым действенным способом снятия напряжений. Его используют, когда к изделию предъявляются завышенные требования к точности геометрических размеров.

Он быть может общим либо местным. Почаще всего отжиг создают при 550-680 °C. Выделяют три его стадии: нагрев, выдержка, остывание.

Из механических методов устранения напряжений используют проковку, прокатку, вибрацию, обработку взрывом, приводящие к пластической деформации оборотного знака.

Проковку делают пневмомолотком, а виброобработку особым устройством вызывающим вибрацию изделия с резонансной частотой в границах 10-120 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ) в течение нескольких минут.

Методы устранения деформаций

Сварочные деформации могут проходить в плоскости и с выведением из плоскости. О деформациях в плоскости молвят, когда меняются геометрические размеры конструкции. Деформация из плоскости соответствует угловым изменениям детали, искривлению листовой поверхности.

Для устранения таковых явлений используют тепловую правку с местным либо общим нагревом, прохладную механическую и термомеханическую.

Тепловой метод с местным нагревом основывается на том, что при охлаждении сплав сжимается. Для устранения сварочных деформаций растянутую часть изделия поначалу нагревают (горелкой либо дугой), при всем этом окружающий сплав остается прохладным и не дает жаркому участку очень расшириться.

При остывании изделие выпрямляется. Так правят балки, листовые полосы и некие остальные детали.

Если происходит полный отжиг, то систему закрепляют в устройстве, создающем давление на требуемые зоны, и помещают в печь для нагрева.

Прохладную правку делают, используя неизменные перегрузки. Для этого используют разные прессы либо валки для прокатки длинномерных изделий типа труб либо двутавровых балок, в нужных местах они деформируются.

Термомеханическую правку создают с применением силовой перегрузки при местном нагреве изделия. Таковой метод используют к очень растянутым деталям. Сначала собирают избыток сплава в так именуемые купола, а потом прогревают эти участки.

Технологию правки выбирают зависимо от особенностей сварочной деформации и типа железного изделия, его размеров, конфигурации. Уделяют свое внимание также и на трудовые затраты, останавливаясь на самом действенном способе.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector