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

В зависимости от этих условий местные трещины могут по­ явиться до полной сборки или после сборки конструкции до приложения внешних сил [29, 107]. Они могут появиться через некоторое время после сборки конструкций от незначительного силового импульса [131, 133] или после приложения малой доли расчетной внешней нагрузки. В последнем случае вместе с воз­ растанием внешней нагрузки развитие трещины может привести к полному разрушению конструкции. Проблема возникновения трещины в процессе неоднородной упругой и упруго-пластической деформации не разработана. В ряде работ * рассмотрен вопрос развития уже возникшей трещины при частных случаях силового воздействия. Из изложенного следует, что для уменьшения опас­ ности хрупкого разрушения сварной конструкции при статиче­ ской нагрузке должны быть разработаны комплексы мероприятий

вследующих двух направлениях.

1.Мероприятия, направленные на исключение или уменьше­ ние и выравнивание сварочных напряжений в сварных конструк­ циях. К ним относятся следующие мероприятия.

Сварка после предварительного равномерного или неравномер­ ного нагрева, не сопровождающегося пластическими деформаци­ ями, при условии, когда это начальное температурное поле под­ держивается неизменным до окончания сварки. Этот метод, как показано в гл. 6, является эффективным, но имеет ограниченное применение, он может быть использован в серийном производ­ стве однотипных узлов.

Технологические мероприятия, к которым относятся целесо­ образное сочетание физико-механических свойств основного ме­ талла и металла электрода, сварка под целенаправленной актив­ ной нагрузкой, предварительное нагружение сварного соедине­ ния, проковка, обкатка, различные виды термической обработки. Эти мероприятия подробно изложены в работах [18, 52].

2. Мероприятия, направленные на уменьшение влияния сва­ рочных напряжений на величину разрушающей нагрузки. Как было показано, сварочные напряжения существенно снижают статическую прочность сварной конструкции при пониженной тем­ пературе при наличии концентраторов напряжений, расположен­ ных неблагоприятно по отношению к ориентировке наибольших растягивающих сварочных и рабочих напряжений. Концентраторы напряжений могут быть чисто конструктивными, т. е. обусловлен­ ными резкими изменениями формы и размеров сечений сварного соединения. Задача проектировщика заключается в том, чтобы исключить такие опасные конструктивные формы [46, 99, 133]. Концентраторами напряжений являются также разного рода микро- и макродефекты в сварных швах, которые могут оказаться очагами развития трещины. Здесь необходимо улучшение техно­ логии сварки и контроля качества сварного шва. Что же касается

* Литературу по этому вопросу см. в работе [117].

влияния температуры, при которой эксплуатируется сварная кон­ струкция, то здесь необходимо идти по пути применения стали, не переходящей в хрупкое состояние при заданной температуре и данном напряженном состоянии [12, 39, 100, 131, 133, 134].

49. ВЛИЯНИЕ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ

В работе [88] приведены опыты, в которых подвергнуты дей­ ствиям вибрационной нагрузки полосы, сварные двутавры, сквозные фермы, имеющие и не имеющие сварочных напряжений.

выше данные опытов с полосой (фермой) не могут служить осно­ ванием для заключения, что сварочные напряжения не понижают усталостной прочности, так как здесь не соблюдены условия сравнимости результатов опытов. Что же касается опытов со сварными двутаврами (табл. 21), то в них обеспечены условия сравнимости результатов, так как сварка производилась после отжига, и влияние сварки на усталостную прочность можно уста­ новить путем сравнения числа нагружении, при котором про­ исходит разрушение отожженного после сварки двутавра. Это сравнение показывает, что сварочные напряжения понижают чи­ сло нагружении на 31% .

Аналогичные результаты были получены в работе [53], где исследованы влияния наплавок и приварок на усталостную проч­ ность. Результаты испытаний приведены в табл. 22, которые пока­ зывают влияние сварочных напряжений, их ориентировки, а также концентраторов напряжений на предел усталости.