Методы уменьшения деформаций и перемещений от сварки

Меры по уменьшению деформаций и перемещений от сварки предусматриваются на всех этапах проектирования и изготовления большинства сварных конструкций.

На стадии разработки проекта нужно принимать такие конструктивные решения, которые бы позволили технологу избежать значительных искажений сварной конструкции и организовать правку при необходимости.

1. Назначают минимальные объемы наплавляемого металла; сечения угловых швов принимают по расчету на прочность и в соответствии с рекомендациями о минимальных катетах швов.

2. Используют способы сварки с минимальным тепловложением, например контактной вместо дуговой, многопроходной вместо однопроходной. При назначении вида сварки следует иметь в виду допустимые скорости охлаждения металла и не превышать их

3. Балочные конструкции проектируют с таким поперечным сечением и расположением швов, чтобы моменты, создаваемые усадочными силами, были уравновешены, а углы излома φ от поперечных швов взаимно компенсировали прогибы. Это обеспечивает минимальный изгиб балок.

4. Следует стремиться к таким последовательностям сборочно-сварочных операций, при которых моменты инерций и площади поперечных сечений швов были бы по возможности максимальными. Например, последовательное наращивание элементов в сложных конструкциях дает большие искажения размеров, чем сборка всей конструкции на прихватках, а затем сварка.

5. В некоторых случаях целесообразно обеспечить свободное сокращение элементов от усадки, чтобы не вызывать искажений конструкции в целом. Например, нахлесточное, еще не сваренное соединение позволяет смещаться листам, не передовая остальной части конструкции усадку. Стыковое соединение листов выполняют до прикрепления их к другим частям конструкции.

6. В конструкциях с тонкостенными элементами швы располагают либо на жестких элементах, либо вблизи них.

7. Во всех случаях, когда есть опасения, что возникнут нежелательные искажения размеров и форм конструкций, проектирование ведут с учетом правки конструкции после сварки.

При разработке технологии и осуществления сварки используют следующие мероприятия:

1. Применяют рациональную последовательность сборочно-сварочных операций. Например, конструкцию расчленяют на отдельные узлы, которые могут быть по отдельности легко выправлены, а затем сварены между собой с минимальными отклонениями. Сложную балочную конструкцию наращивают элементами с определенной последовательностью. Сборку целесообразно вести от наиболее жесткого элемента.

2. Назначают экономичные способы и режимы сварки с минимальным тепловложением и таким характером искажений, который безвреден для качества конструкции.

3. Применяют соответствующую оснастку и приспособления для сборки и закрепления свариваемых элементов. Они эффективны для ликвидации временных перемещений.

4. Назначают размеры заготовок с учетом последующей усадки, например выставление переменного по длине зазора при электрошлаковой сварке, компенсация угла при сварке стыковых соединений, создание предварительной кривизны балки путем выкраивания стенки с кривизной.

5. Предварительной пластической деформацией заготовок перед сваркой создают перемещения, противоположные ожидаемым при сварке.

6. Искусственным охлаждением-подачей воды при контактной сварке, обдувом газоводяной смесью при других способах сварки; использованием охлаждающих подкладок и накладок в зажимных приспособлениях – уменьшают зону пластических деформаций.

7. Создают в зоне сварки приспособлениями или специальными установками напряжения растяжения, чтобы уменьшить усадочную силу. Способ применяют при сварке балок.

8. Создают непосредственно после сварки пластические деформации удлинения проковкой металла специальным инструментом или сварочным электродом при точечной контактной сварке

Для правки конструкций после сварки используют различные механические и термические способы.

Механические способы основаны на создании пластических деформаций удлинения с целью компенсации пластических деформаций укорочения, вызванных сваркой и включают гибку, растяжение, проковку, статическое осаживание металла по толщине под прессом для его удлинения в плоскости, вибрацию, прокатку.

Термические способы также основаны на создании пластических деформаций необходимого знака. При местных нагревах (термическая правка) создают пластические деформации укорочения. Нагрев проводится вне зон пластических деформаций, возникших при сварке.

Термическая правка путем общего нагрева детали при отпуске возможна только с использованием специальных приспособлений, так как напряжения снижаются как в зонах растяжения, так и в зонах сжатия.

Поиск по сайту: