Мероприятия по снижению сварочных напряжений и деформаций.

Напряжением называют силу, отнесённую к площади, на которой она действует.

Деформация – изменение формы и размеров тела под действием внешних либо внутренних сил.

Сварка, как и другие процессы обработки металлов (штамповка, литьё, термическая обработка) вызывает возникновение в изделиях собственных напряжений. Собственными напряжениями называют те напряжения, которые существуют в изделиях без приложения внешних сил.

Поэтому, в начальный момент создания сварных металлоконструкций при их проектировании необходимо считаться с возможностью появления в них значительных остаточных напряжений и деформаций, которые могут изменить проектные формы и размеры.

В зависимости от причины вызвавшей напряжения будут возникать следующие напряжения:

- Тепловые напряжения вызванные неравномерным распределением температуры во время сварки.

- Структурные напряжения возникают вследствие структурных превращений сопровождений переохлаждения аустенита в около- шовной зоне и образования продуктов закалки мартенсита, объём которого больше объёма исходной структуры.

Структурные напряжения не могут существовать при отсутствии тепловых напряжений, тогда как тепловые могут существовать при отсутствии структурных.

В зависимости от времени существования собственных напряжений деформации различают:

- Временные (переменные) существующие в конструкции лишь в определённый момент времени. Если при этом возникшие напряжения не превысят предела упругости, временные напряжения и деформации исчезают после охлаждения изделия.

- Остаточные - остаются в изделии после причины их возникновения. Эти напряжения и деформации возникают вследствие неравномерного нагрева. Но при этом в отдельных объёмах нагреваемого изделия должны иметь место термопластические деформации или структурные превращения с образованием продуктов закалки.

При сварке воздухоохладителя будут возникать внутренние напряжения первого рода, которые действуют и уравновешиваются в крупных объёмах, соизмеримых с размерами изделия или отдельных его частей. Эти напряжения могут быть определены экспериментально или расчётным путём. К напряжениям первого рода относятся, как правило, внутренние напряжения, вызванные неравномерным нагревом и остыванием, либо

неравномерной пластической деформацией. Поэтому сварочные напряжения и являются напряжениями первого рода.

По виду напряжённого состояния будут возникать объёмные трёхосные, действующие в трёх направлениях.

В зависимости от изменения при сварке форм и размеров детали будут возникать:

- Деформации в плоскости, появляющиеся в изменении форм и размеров детали или конструкции в их плоскости. Они могут быть продольными, поперечными или изгиба.

- Деформации из плоскости (угловая деформация) – проявляется в образовании поперечных и продольных волн, изломов плоскости свариваемых листов или элементов изделия, в грибовидном изгибе пояса при сварке тавровых и двутавровых сечений и других изменениях формы детали.

Меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями.

Для сварки воздухоохладителя выбираю проволоку с пониженным содержанием углерода. Весь комплекс борьбы со сварочными напряжениями и деформациями можно расчленить на две группы:

1)  Мероприятия, предотвращающие вероятность возникновения деформаций и напряжений или уменьшающие их влияние. При сварке воздухоохладителя для предотвращения возникновения деформаций и напряжений предлагаю применить жёсткое закрепление, выполнение швов от середины к краям.

2)  Мероприятия, обеспечивающие последующее исправление деформаций и снятие возникших напряжений. После сварки предлагаю выполнить термообработку для снятия остаточных напряжений.