Предотвратяване и намаляване на деформации и напрежения при заваряване
Напрежението и напрежениетомогат да бъдат намалени чрез следните мерки:
- предотвратяване нанапрежения и деформации;
- отстраняване на възникналинапреженияи коригиране надеформации.
Дейностите от първата група включват технологични методизаваряване, сглобяване на конструкции предизаваряване, прилагане на методи на обратнадеформация, балансиране надеформации, избор на рационална технология назаваряване.
Изпълнението на тези мерки зависи от рационалното проектиране на конструкцията, нейната технологичност и от използваните материали.
Втората група мерки са технологични методи за изправяне на отделни възли и цялата конструкция, термична и механична обработка на шевове и конструкции.
Производимостта на дизайнаозначава, че по време на разработването си продуктът се сглобява от отделнизаваренивъзли и възли, за да сенамалят заваръчните напрежения и деформации.
В отделни възлизаваркитрябва да се осигурятзаваркишевове с най-малко количество отложен метал, докато на места, подложени на напрежение, ударни и вибрационни натоварвания, не трябва да се допуска концентрация и пресичане назаваркишевове. Не е необходимо да се допуска използването на различни вложки, шалове и наслагвания, които създават затворени контури, както и резки преходи в участъците на шевовете. Челните съединения трябва да бъдат предвидени като най-технологично напреднали. Прекъснатите шевове с голяма секция трябва да бъдат заменени с плътни с по-малка секция.
Една рационална технология за сглобяване на части от конструкция зазаваряванетрябва да предвижда технологични методи за свързване на части от конструкцията по такъв начин, че следзаваряванеда работинапрежение и деформацияв конструкциятабяха минимални. За да направите това, конструкцията се разделя на единици с най-ниска концентрация назаварки, конструкцията се сглобява с обратна деформация или обратнадеформация(фиг. 17).
Фиг. 17. Методи за подготовка на конструкция за заваряване: а - обратно отклонение; b - обратна деформация; c и d - конструкции след заваряване
Технологията на заваряванетрябва да осигури рационална процедура за нанасяне на шевове по дължината и напречното сечение, избор на необходимите видове електроди и топлинни условия, които дават най-пластичния отложен метал.
Режимът назаваряванетрябва да бъде избран в зависимост от свойстватана заваренияметал, атмосферните условия и конструкцията назаваренияпродукт. При производството на листови, цилиндрични конструкции и греди е необходимо дазаваряватепо такъв начин, че да има минимален брой шевове, които създават твърди контури в конструкцията, катозаваряватете трябва да са последни. В същото време всички напречни шевове на подвъзлите сазаварении след това подвъзлите са свързани чрез надлъжни или периферни заварки взаваренаконструкция.
Методът за балансиране надеформациитее, че технологията определя последователността на зашиване, за да намали общатадеформация.
Призаваряванена закалени стомани изаваряванепри ниски температури е възможно да се приложи предварително или съпътстващо нагряване на зоната на топлинно въздействие или на целия продукт. Температурата на нагряване се определя от свойствата назаварениметали.
Отстраняването нанапреженията в заварения продукти коригирането надеформациитесе извършват след приключване назаваръчнитеработи.
За това могат да се използват различни механични методи: послойно кованезаваренишевоведлето, студено и горещо изправянезаварениизделия с крикове, преси и чукове, чук.
По време на горещо изправяне нагряването може да се извърши чреззаваръчнигорелки по протежение на изпъкналата страна на продукта до температурата на пластмасовото състояние.
Елиминирането на вътрешнитенапрежениявзаваренатаконструкция се извършва чрез различни методи на топлинна обработка.
Методите за топлинна обработка са пълно отгряване, нормализиране, ниско отгряване или високо темпериране.
Термичната обработка е предназначена за термично изправяне, когатодеформациитесе балансират чрез създаване на вътрешнинапреженияв конструкцията, компенсиращи първоначалнитенапрежения, които са причинилидеформацията.
Термичната обработка също има за цел да осигури необходимите качества назаваренисъединения от високовъглеродни и легирани стомани със склонност към образуване на втвърдяващи зони в близост дозаваръчнияшев и с голяма дебелинана заваренитечасти.
Пълното отгряванесе състои в нагряване на продукта до температура от около 850,930 °C, задържане на продукта при тази температура заедно с пещта до 300 °C и след това на въздух. Времето на експозиция при температура на отгряване е средно 1 min на 1 mm дебелина на продукта, но не по-малко от 30 min. Охлаждането с пещта се извършва със скорост 50,70 °C на час.
Пълното отгряване се използва за облекчаване на вътрешнинапрежениявзаваренаструктура, понижаване на твърдостта на метала, получаване на финозърнеста структура на заваръчния метал и увеличаване на неговата пластичност и пластичността на метала на преходната зона.
Нормализиранетосе различава от пълното отгряване по скоростта на охлаждане. В този случай нагрятият продукт се съхранява в пещ, след което се охлажда на въздух и в резултат на бързо охлажданеполучава се дребнозърнеста метална структура. Заваръчният метал след нормализиране става по-силен, но по-малко пластичен, отколкото след отгряване.
Нискотемпературното отгряванеили високото темпериране се състои в нагряване на метала до температура от 600,670 °C, задържане при тази температура за най-малко 30 минути и охлаждане заедно с пещта до нормална температура. Нискотемпературното отгряване се използва за отстраняване или намаляване на остатъчнитенапрежения в заварени съединенияи след втвърдяване за омекотяване на структурата и облекчаване нанапреженията.
За да се премахнатдеформациичрез високо темпериране, частите са предварително фиксирани в приспособления.