Файл: Елистратов, П. С. Сварка чугуна сталью.pdf

При этом величины возникающих напряжении выявляют по деформациям или даже трещинам, которые происхо­ дят при сварке в тех пли иных условиях.

Наплавка валика на кромку пластины

Вопросам напряжении и деформации посвящено много работ, так как они играют важную роль при изго­ товлении сварных конструкции. Однако все эти вопросы рассматриваются применительно к сварке стали, а при­ менительно к сварке чугуна данных нет, что затрудняет исследования. При этом, учитывая своеобразие механи­ ческих свойств чугуна и стали, не представляется воз­ можным определить, в какой степени результат исследо­ вания напряжений и деформаций при сварке стали мож­ но использовать для анализа подобных процессов при сварке чугуна. Основное отличие механических свойств обычного серого чугуна от механических свойств стали заключается в более низком пределе прочности, мень­ шей и очень малой пластичности, своеобразии деформа­ ции при нагружении, определяемой неподчинением закону Гука. Для (іолее полной характеристики механи­ ческих свойств чугуна следует отметить, что модуль нор­ мальной упругости его зависит от структуры, в част­ ности от формы и содержания графита, находясь в пре­

Анализ литературных данных по исследованию на­ пряжений и деформаций при сварке сталей показал, что в качестве наиболее общего метода экспериментальных исследований деформаций при сварке применяется на­ плавка металла на кромку пластины. Подобный метод широко использовали Г. А. Николаев и Н. И. Прохоров в МВТУ Г80], Н. О. Окерблом в ЛПИ [81] и др. Целесо­ образно применять этот метод в условиях сварки чугу­ на, так как наплавка валика на кромку имеет большое практическое значение.

При выполнении экспериментальных работ применя­ лись установки для наплавки металла па кромку свобод­

дилась на верхнюю кромку пластины, а к нижней кром-

160

Рис. 39. Установка для наплавки металла на кромку свободной пластины

Рис. 40. Установка для наплавки металла на кромку закрепленной пластины

и. Зак. 234

ке для замера прогиба пластины в процессе сварки и по­ следующего охлаждения подсоединялся индикатор. За положительный прогиб пластины принимали вогнутое положение нижней кромки. Наплавку металла на кром­ ку пластины во всех случаях производили вручную стальными электродами. Наплавка производилась не только на чугунные пластины, но и на стальные из стали Ст. 3 того же размера, что и чугунные, и на тех же ре­ жимах.

При наплавке на чугунные пластины в некоторых случаях наблюдалось образование тонких трещин глу­ биной 3—5 мм. Они образовывались на наплавляемой кромке в процессе наплавки, но иногда сразу же после наплавки в начале охлаждения. Разные режимы наплав­ ки характеризуются различным количеством тепла, вно­ симого в пластину при наплавке, и, следовательно, раз­ ной температурой ее нагрева. Это оказывает влияние на поведение пластины при наплавке и последующее охлаждение ее, что надо учитывать при оценке резуль­ татов.

Н а п л а в к а на к р о м к у с в о б о д н о й пла ­ стины. Полученные экспериментальные данные приве­ дены в табл. 15. Индикатор, установленный в средней части нижней кромки пластины, показывает, что при на­ плавке па кромку свободной пластины, происходит де-

162

формация пластины. Это проявляется в изгибе пласти­ ны, в результате чего нижняя кромка получает отрица­ тельный прогиб. Величина прогиба и характер изменения его при нагреве и охлаждении определяются материа­ лом пластины и количеством введенного в нее тепла. В начальный момент наплавки на кромку пластины про­ исходит отрицательный прогиб, который достигает ма­ ксимального значения к окончанию наплавки. При охла­ ждении пластины величина отрицательного прогиба ее уменьшается. Величина прогиба и характер изменения его при нагреве и охлаждении определяются режимом наплавки и материалом пластины.

Для стальных пластин наименьшее значение макси­ мального отрицательного прогиба составляет 0,38 мм. При последующем охлаждении усадка металла стремит­ ся выпрямить пластину, что сопровождается уменьше­ нием отрицательного прогиба. Если пластина при на­ плавке получала мало тепла, отрицательный прогиб при охлаждении переходил в положительный, а в остальных случаях оставался отрицательный прогиб.

Для чугунных пластин общая закономерность де­ формации во время нагрева и охлаждения примерно та­ кая же, как и для стальных. Однако низкие пластиче­ ские свойства чугуна оказали определенное влияние: отдельные кромки получили трещины. Величина макси­ мального прогиба во всех случаях меньше, чем для стальных пластин, и диапазон изменения ее меньше. Остающийся прогиб, как правило, положительный.

Резюмируя изложенное, отметим, что деформация чугунных пластин по сравнению со стальными отличает­ ся по характеру и особенно по величине: более узкий диапазон прогиба и меньшая абсолютная величина про­ гиба для одних и тех же факторов воздействия. Чугунные пластины оказались как бы более «жесткими», что впол­ не естественно, так как пластичность чугунных пластин

тить, что при наплавке валика на пластину, один конец которой закреплен, происходит деформация пластин—ее изгиб. Вследствие этого свободный конец пластины поду-

Т а б л и ц а 16

В е л и ч и н а п р о г и б а к о н ц а к р о м к и за к р е п л е н н о й п л а с ти н ы при р а з н ы х р е ж и м а х н а п л а в к и

чает перемещение, которое вначале отрицательное, а по достижении максимальной величины становится положи­ тельным. Момент перехода от отрицательного перемеще­ ния к положительному определяется направлением на­ плавки: при наплавке от закрепленного конца к свобод­ ному максимальный прогиб достигается при наплавке половины длины кромки; при наплавке в сторону за­ крепления— при окончании наплавки.

Характер деформации для обоих направлений на­ плавки во многом сходен, так же как и величина дефор­ маций для пластин из того же металла и для одинако­ вых режимов наплавки. Величина деформации чугунных пластин меньше, чем стальных, из-за меньшей пластич­ ности их и появления в отдельных случаях трещин. Обоб­ щая изложенное выше по наплавке на кромку как сво­ бодной, так и закрепленной пластин, отметим сле­ дующее.

164