Cdfhjxyst lbajhvfwbb

  • 15 июня 2012 г.
  • 8308 Слова
СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

1. Основные понятия и термины.
В процессе сварки происходит изменение формы и размеров свариваемых деталей в результате их неравномерного расширения при нагреве.
Сварочными перемещениями называются смещения одних точек детали по отношению к другим, которые приводят к изменению ее формы и размеров. При сварке пластин принято обозначать оськоординат, направленную вдоль шва, буквой x (см. схему на рис. 4,а). Ось y лежит в плоскости пластины и перпендикулярна к оси шва, ось z перпендикулярна к плоскости пластины. Сварочные перемещения вдоль осей x, y и z обозначают соответственно буквами u, v и w.
Сварочными деформациями называются изменения линейных и угловых размеров детали при сварке. Если начальное расстояние между двумя точками было равно[pic], то отношение изменения этого размера в результате перемещения точек к начальному размеру называется относительной деформацией
[pic]. (1)
Деформации, вычисленные по изменениям размеров (1), называются наблюдаемыми. Они являются результатом двух одновременно протекающих физических процессов - теплового расширения металла и силовоговзаимодействия соседних неодинаково расширяющихся слоев и могут быть представлены в виде суммы двух деформаций
[pic]: (2)
свободной температурной деформации ((, вызванной изменением температуры в данной точке, и собственной деформации εс, вызванной действием упругих сил со стороны окружающего металла. Рассмотрим эти 2 процесса на примере двух смежныхзон сварного соединения, которые показаны на рис. 1 в виде 2 стержней.
[pic]
Рис.1. Деформации при неравномерном нагреве: а - свободная температурная деформация зон, нагретых до разных температур (Т2 > Т1); б – совместная наблюдаемая деформация скрепленных зон; в – собственные напряжения и деформации от взаимодействия скрепленных зон

1) Изменение температуры ΔT вызывает в каждой точке деталидеформацию ((. При отсутствии структурных превращений в материале, нагрев вызывает его расширение
[pic]. (3)
Коэффициент линейного расширения α является характеристикой материала, зависящей от температуры.
Если бы зоны сварного соединения не были скреплены друг с другом и могли расширяться свободно, то каждая из них испытала бы толькосвободную температурную деформацию, соответствующую температуре ее нагрева (рис.1,а).
2) Поскольку зоны сварного соединения связаны между собой и деформируются совместно, их наблюдаемая деформация одинаковая и отличается от их свободных деформаций (рис.1,б).
При этом между ними возникают взаимно уравновешенные силы взаимодействия, и в них возникают собственные напряжения σ и собственные деформации εс(рис.1,в). Напряжения называются собственными (иногда также внутренними) потому, что возникают при отсутствии воздействия внешних сил.
3) Именно собственные деформации обеспечивают совместность деформаций, то есть деформирование всего свариваемого соединения как единого целого, без разрывов между частями, нагретыми до разной температуры.
Обычно все сварное соединение условно разбивают на 2 зоны:активную, в которой температура изменяется больше, чем в окружающем металле (ее расширение и сокращение является причиной деформаций) и пассивную (реактивную), препятствующую расширению и сокращению активной зоны. Действие реакций со стороны пассивной зоны уменьшает наблюдаемую деформацию активной зоны по сравнению со свободной температурной деформацией [pic] (рис. 1,в).
При медленном равномерномнагреве детали в печи ее собственные деформации малы, в этом случае [pic].
При сварке вдали от шва, где температура меняется незначительно, [pic]. В активной зоне [pic], так как свободные и собственные деформации имеют разные знаки. Чем больше жесткость пассивной зоны, тем сильнее ее сопротивление расширению активной зоны и больше разница между свободными и...
tracking img