Файл: Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения.pdf

что можно объяснить влиянием начальных напряжений от при­ варки их концов к болванке и влиянием концентрации напряжений около болтового отверстия. Датчики охватывают почти всю длину полосы с двух сторон от зоны нагрева (рис. 21). Замеренные по показаниям этих датчиков деформации практически одинаковы по длине каждой из этих полос за исключением одной выпавшей точки у образца. Из этого следует, что принятый способ нагрева не вызвал изгиба этих полос. Опытные значения деформации у об­ разца 3 оказались несколько большими, чем у образца 4. Этот факт объясняется тем, что длина зоны нагрева до Т ^ Тк у об­ разца 3 была больше чем у образца 4.

Сталь 4С. Для опытов были взяты полосы I и 2 толщиной 5 мм, шириной 50 мм и длиной 500 мм. Концы полос прикреплялись к жесткой болванке в соответствии со схемой на рис. 21. Как по­ казали проведенные опыты [96], за температуру Тк этой стали можно принять Тк = 700° С. Нагрев средней части каждой из этих полос осуществлялся изложенным выше способом в соот­ ветствии с законом

графе МПО-2. Деформации полосы замерялись ранее описанным

Сравнивая последние с данными табл. 7, видим, что основная гипотеза для стали 4С дает удовлетворительный количественный результат.

Сталь 1Х18Н9Т. Опыты [96] показали, что за температуру Тк этой стали можно принять Тк н = 850° С. Нагрев полос 1 и 2, имеющих размеры 500 X 50 X 5 мм, осуществлялся изложенным выше способом в соответствии с законом (7.3) до Т = 850° С на расстоянии 10 мм от середины длины. Результаты опытов при­

случае основная гипотеза также дает удовлетворительные коли­ чественные результаты.

Сплав АМГ-6Т. Проведенные нами опыты показали, что за тем­ пературу Тк для этого сплава можно принять Тк = 375° С. На­ грев средней части длины полоски этого сплава, имеющей раз­ меры 500 X 50 X 6 мм, осуществлялся угольным электродом в соответствии с законом (7.3) до Т = 375° С на расстоянии 10 мм от середины длины. По показаниям датчиков сопротивления было

основная гипотеза для этого сплава также дает удовлетворитель­ ные количественные результаты.

Деформации и напряжения двухслойной полосы со свободными концами,

подвергнутой сосредоточенному нагреву посередине длины, после последующего остывания

Исследование остаточных сварочных напряжений (деформаций) в биметаллических балках на основе гипотезы плоских сечений дано в работе [56]. Приведенные в этой работе опытные значения прогибов значительно отличаются от расчетных. Насколько из­ вестно других опубликованных работ по исследованию сварочных деформаций (напряжений) в изделиях из биметаллов нет, но имеется ряд работ, посвященных разработке технологии сварки такого рода изделий.

Ниже дается теоретическое решение задачи на базе основной гипотезы и опытная проверка результатов.

Теоретическое решение. Пусть ан — среднее значение коэф­

при которой металл нержавеющего слоя теряет способность сопро­ тивляться пластическим деформациям; Ткс — та же температура для металла основного слоя. Обычно Тк,н > Тк с. Принятое здесь условие крепления концов при сосредоточенном нагреве средней части длины полосы обеспечивает свободу продольных темпера­ турных расширений. Обозначим: 2ах — ширина изотермы Ткн;

2а2 — ширина изотермы Тк.с. При остывании от Т > Тк.н до

Т= Тк.н температурное сужение в продольном направлении

также будет свободным. При остывании от Ткн до Ткс пластиче­ ское сжатие нагретой до Т ^ Ткс зоны основного слоя от сокра­ щения плакирующего в основном будет компенсировано пласти­ ческим растяжением зон — а 2 ^ х ==^ — а х , ах ^ х ^ а 2 основ­ ного слоя. Примем также, что деформации (напряжения) нагрева частей полосы х > а 2 , х < — а 2 будут компенсированы обратными деформациями тех же зон при остывании. При этих условиях к моменту полного остывания в биметаллической полосе возник­ нут деформации и напряжения взаимодействия слоев при охла­ ждении от Ткс до Т0 = О, обусловленные различием коэффи­ циентов линейного расширения. Ввиду симметрии рассмотрим лишь правую часть полосы. Полоса будет находиться в условиях плоского напряжения состояния, и в соответствии с (3.81) для

условия:

(0,0) = 0; и*1' (0,0) = 0;

dx х=у=0