Файл: Сагалевич, В. М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений.pdf

где (Тост, в — остаточйые сварочные напряжения по­ сле воздействия растягивающими сгр и вибрационными crD„GP нагрузками;

тора, об/мин.

Сопоставление данных расчета по формуле (29) с результатами непосредственного измерения остаточных

В заключение приведем пример расчетного опреде­ ления основных параметров вибронатяжного способа правки боковых стен кузова цельнометаллического сварного пассажирского вагона (рис. 54). Расчет про­ веден и экспериментально проверен А. М. Мейстером.

123

124

Г л а в а V

УСТРАНЕНИЕ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ, НАПРЯЖЕНИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ МЕТОДАМИ ТЕРМООБРАБОТКИ И НАГРЕВА

ОТПУСК СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Амбицій отпуск сварной конструкции состоит в равномерном нагреве сварного изделия по всей поверх­ ности и толщине в течение некоторого промежутка вре­ мени, выдержке при выбранной температуре нагрева п достаточно медленном равномерном охлаждении с тем, чтобы в процессе охлаждения не возникало больших дополнительных градиентов температур в сечении отпу­ скаемой детали, приводящих к дополнительным пласти­

ным, и его можно использовать как для устранения де­ формаций и перемещений, так и для снижения оста­ точных напряжений и восстановления пластических свойств [5].

Деформации и перемещения устраняются с по­ мощью отпуска в таких конструкциях, для которых применение других методов обработки крайне затруд­ нено из-за плохого доступа к сварным швам, чувстви­ тельности материала к локальным механическим воз­ действиям, из-за трудностей технологического характе­ ра, связанных главным образом с невозможностью перемещения обрабатывающих инструментов вдоль оси сварных швов, а также при близко расположенных друг от друга элементах жесткостей и при пересекаю­ щихся сварных швах в оболочках сложной кЪнструкцнп. Иногда отпуск совмещают с операциями искусственного старения и стабилизации структуры. В этом случае

126

полного снятия напряжений и устранения деформаций и перемещений может и не быть.

Устранение деформаций и перемещений при отпускевсегда сопровождается и снятием остаточных напряже­

буется после отпуска. С этой целью обычно используют зажимные приспособления, значительно более жесткие,, чем подвергаемые отпуску детали. К тому же приспо­ собления должны отличаться высокой точностью изго­ товления, отсутствием остаточных напряжений. Мате­ риал приспособлений должен иметь высокий предел те­ кучести и высокую релаксационную стойкость в пре­ делах тех температур, при которых производится от­ пуск конструкций, и небольшой коэффициент линейного расширения.

В большинстве случаев отпуск является универсаль­ ным средством обработки конструкций. Например, вы­ сокий отпуск стальных конструкций — это практически единственный вид обработки, при котором наряду с на­ пряжениями первого рода снимается наклеп и напряже­ ния второго и третьего рода. При обработке крупно­ габаритных конструкций высокий отпуск сварных кон­ струкций по объему применения превосходит вес остальные способы снижения остаточных напряжений.

Высокий отпуск изделий из конструкционных сталей при температурах 500—800°С предназначен в основном для устранения возможной деформации в процессе по­ следующей механической обработки, в процессе выле­ живания и эксплуатации конструкций, а также для по­ вышения сопротивляемости хрупким разрушениям, в особенности при низких температурах. Наличие оста­ точных напряжений может привести и к ускоренной коррозии металла, которая также часто является при­ чиной последующих хрупких разрушений.

Повышение сопротивляемости сварных конструкций хрупким разрушениям в результате проведения высоко­ го отпуска достигается благодаря восстановлению пла­ стических свойств металла в тех местах, где в значи­ тельной степени произошли пластические деформации, подкалка, старение и имеются условия для возникнове­ ния разрушений. Снижение остаточных напряжений приводит к уменьшению запаса накопленной потен-

127

циалыюй энергии, высокая величина которой также яв­ ляется одним из факторов, способствующих началу и развитию хрупкого разрушения.

На рис. 55 приведены результаты эксперименталь­ ных исследований ударной вязкости сварных соедине­ ний и основного металла легированной стали после

ан,кгом/см2

Рис. 55. Изменение ударной вязкости об­ разцов, вырезанных по­ перек шва стали, леги­ рованной марганцем, ни­ келем, хромом, молибде­

различных режимов термической обработки. Испытание на ударную вязкость, так же как испытание образцов с острым надрезом на растяжение, является одним из объективных показателей хрупкой прочности сварных соединений. Рациональный режим термообработки су­ щественно смещает порог хладноломкости в область низких температур, улучшая пластические показатели. Более низкие температуры отпуска, наоборот, могут существенно понизить пластичность вследствие возмож­ ного протекания процессов деформационного старения и охрупчивания металла вследствие происходящих при этом структурных изменений. В связи с этим темпера­ тура отпуска и продолжительность выдержки должны определяться с учетом реакции материала на нагрев, а также конфигурации и размеров изделий. Вопрос вос­ становления пластических свойств может быть решен однозначно лишь экспериментальным путем посредст­ вом проведения испытаний па ударную вязкость пли растяжение надрезанных образцов.

128