METODE DE REDUCERE A DEFORMĂRILOR ȘI STRESELOR SUDURILOR
Tensiunile de sudare conduc la formarea de defecte în îmbinarea sudată și la reducerea rezistenței structurilor sudate la defecțiuni. Rezistențele de sudare reziduale sunt suprapuse pe solicitările de funcționare care apar în metal în timpul funcționării articolului sudat. Tensiunile totale rezultate pot depăși valorile acceptabile pentru un anumit metal, ceea ce va conduce la distrugerea articolului sudat. Mai mult, atunci când planifică prelucrarea ulterioară a structurilor sudate cu mari tensiuni de sudură reziduale trebuie să se considere că prelucrarea mecanică poate duce la perturbarea echilibrului reciproc al fortelor interne (tensiuni reziduale interne sunt echilibrate). Ca urmare a îndepărtării stratului metalic al redistribuirea tensiunilor reziduale în produs și elementul procesat poate deforma spontan după îndepărtarea din mijloacele de fixare.
Deformările prin sudură datorate schimbărilor în dimensiunile și formele articolelor fac dificilă asamblarea acestora, afectând aspectul și performanțele lor.
Prin urmare, diferite metode sunt utilizate pentru a reduce sau elimina deformările și solicitările de sudură. Fenomenele de formare a tensiunilor reziduale și a deformărilor în timpul sudării sunt în relație reciprocă una cu cealaltă, dar ele apar în multe cazuri în direcții opuse. În construcțiile sudate realizate fără deformări apreciabile, tensiunile reziduale ating valorile ridicate. Dimpotrivă, în structurile deformate în timpul sudării, tensiunile reziduale sunt mici. Ca o consecință, unele măsuri de reducere a deformațiilor reziduale se opun măsurilor de reducere a tensiunilor reziduale. Cu toate acestea, printre măsurile de reducere a tensiunilor reziduale, există acelea care duc la o reducere a deformării.
Toate măsurile de reducere a tensiunilor reziduale și a tulpinilor pot fi împărțite în trei grupe: activitățile efectuate înainte de sudare; realizate în timpul sudării; efectuată după sudare.
Activitățile desfășurate înainte de sudare includ proiectarea rațională a produsului sudat (măsuri structurale) și dezvoltarea tehnologiei (măsuri tehnologice).
Măsurile tehnologice efectuate în sudură și după sudare sunt măsuri tehnologice.
MĂSURI DE REDUCERE A STRESELOR RESIDUALE
1. Măsurile tehnologice efectuate în procesul de sudare
1.1. Încălzire preliminară și auxiliară
Încălzirea ajută la reducerea gradului de distribuție inegală a temperaturilor în timpul sudării și la reducerea rigidității metalului elementelor care urmează a fi sudate.
2. Activitățile tehnologice efectuate după sudură
2.1. Metoda termică
Plecarea după sudură este cea mai eficientă metodă de a reduce solicitările reziduale, deoarece permite reducerea tensiunilor reziduale cu 85-90% din valorile inițiale și îmbunătățirea simultană a proprietăților plastice ale îmbinărilor sudate. Lasa poate fi generala, in care intregul produs este incalzit si local, cand doar o parte din el este incalzit in zona de sudare. Avantajul temperării generale este acela că reducerea stresului are loc pe toată structura sudată, indiferent de complexitatea sa.
Cea mai frecventă utilizare este temperarea ridicată la o temperatură de încălzire de 550 - 680 ° C Operația de temperare se realizează în trei etape: încălzire, menținerea temperaturii de temperare și răcire. Expunerea este de obicei de 2 până la 4 ore, după care se efectuează răcirea naturală în aer.
2.2. Metode mecanice
Metodele mecanice se bazează pe deformarea plastică a îmbinărilor sudate metalice, rezultând o scădere a tensiunilor reziduale.
Metalul este forjat imediat după sudare pe metalul fierbinte sau după răcire. Principalul avantaj al acestei metode este simplitatea echipamentului utilizat, universalitatea și eficiența.
Fig. 43C. Înfășurarea produsului sudat pentru a reduce solicitările reziduale
1 - cusătură sudată; 2 - stratul superior; 3 - rulouri din oțel; P este forța de rulare.
Pentru a reduce tensiunile reziduale, se folosește rostogolirea îmbinărilor sudate în conformitate cu principiul de rupere (figura 43C). În acest caz, cusătură tinde să se micșoreze, acesta este deformat forțat în direcția lungimii în creștere, care în consecință va conduce la o reducere a tensiunilor sale de întindere reziduale.
2.2.3 Aplicarea sarcinilor la îmbinările sudate
Aplicarea sarcinii la îmbinările sudate se efectuează prin întindere sau îndoire. Sumarea stresului rezidual și aplicat determină deformarea plastică a alungirii și după îndepărtarea încărcăturii, o scădere a tensiunilor reziduale maxime.
MĂSURI DE REDUCERE A DEFORMĂRILOR REZIDUALE
Măsuri structurale efectuate înainte de sudare
Fig. 44C. Măsuri constructive de reducere a deformărilor reziduale
În procesul de proiectare a produselor sudate, este necesar să se străduiască:
- la o reducere a cantității totale a electrodului depus și a metalelor de bază topite;
- la o reducere a intrării de căldură în timpul sudării ca urmare a reducerii secțiunilor transversale ale îmbinărilor sudate, a lungimii și cantității lor în structura sudată;
În plus, ar trebui să fie:
- Nu permiteți grupări excesive și intersecții ale îmbinărilor sudate în construcții (figura 44C, a);
- evitați numirea sudurilor în locuri care au suferit o deformare plastică preliminară (figura 44C, b);
- utilizați un aranjament simetric de suduri în raport cu centrul de greutate comun al produsului pentru a echilibra momentele de încovoiere emergente;
- Este rațional să alegeți tipul îmbinărilor sudate, acordând prioritate articulațiilor cap la cap, ca cele mai durabile.
Fig. 45C. Măsuri constructive de reducere a deformărilor unghiulare.
La proiectarea unei structuri sudate, este necesar să se asigure elemente structurale care reduc deformările unghiulare. Deformările unghiulare pot fi reduse:
- prin reducerea secțiunii transversale a cusăturii ca urmare a înlocuirii tăierii în formă de V (figura 45C, a) printr-o tăietură în formă de U (figura 45C, b);
- plasarea simetrică a metalului direcționat în raport cu centrul de greutate al secțiunii de sudură ca urmare a înlocuirii tăierii în formă de V (figura 45C, a) printr-o tăietură în formă de X (figura 45C, c)
- utilizarea elementelor de rigidizare (figura 45C, d)
Măsuri tehnologice care trebuie efectuate înainte de sudare
În stadiul de dezvoltare a tehnologiei, este de dorit să se ia în considerare dimensiunile și forma plăcuțelor, luând în considerare mărimea deformărilor care apar în timpul sudării.
1. Deformațiile în planul îmbinării sudate (deformarea longitudinală și transversală a îmbinării sudate)
Fig. 46C. Măsuri tehnologice pentru reducerea efectului deformărilor longitudinale și transversale asupra dimensiunilor îmbinării sudate
Efectul deformații transversale (p) și longitudinal (pr) contracției dimensiuni ale îmbinării sudate pot fi reduse prin creșterea cantității anticipate dimensiunile eboșe de deformare de sudare (Fig. 46c).
2. Deformări în afara planului îmbinării sudate
Pentru a reduce deformările în afara planului îmbinării sudate, se aplică metoda de tensionare inversă. Esența acestei metode constă în faptul că părțile înaintea sudării sunt aranjate astfel încât, după sudare, să ia poziția relativă dorită.
2.1. Reducerea deformărilor unghiulare
Fig. 47C. Reducerea deformărilor unghiulare
Deformarea unghiulară poate fi redusă printr-o deformare unghiulară inversă a preformelor înainte de sudare (figura 47C).
2.2. Reducerea deformărilor în îndoire
Fig. 48C. Reducerea deformărilor în îndoire
1 - semifabricate sudate; 2 - cusătură sudată; 3 - sursa de căldură; Рппр - forța de deformare preliminară
Deformarea curbei poate fi redusă ca urmare a pre-îndoirii pieselor de prelucrat înainte de sudare cu forța Ppr (forța deflecției preliminare) (figura 48C).
Măsuri tehnologice efectuate în procesul de sudare
1. Metoda de sudare inversată
Fig. 49C. Reducerea contracției transversale și longitudinale a îmbinării sudate 1 ... 6 - secvența de așezare a rolelor în procesul de sudare a îmbinării cap la cap
Deformările contracție longitudinală și transversală poate fi redusă ca rezultat al sudurilor alocării de secvențe repartitie raționale (sudura obratnostupenchatym metoda). sudura REZUMAT Metoda de back-etapă este aceea că întreaga cusătură este ruptă în segmente scurte cu o lungime de 100 până la 300mm și sudarea acestor porțiuni este realizată în direcția opusă, astfel încât la sfârșitul fiecărui porțiunii coincide cu începutul anterior (fig. 49C). În unele cazuri, când se determină lungimea unei secțiuni, lungimea este luată ca bază, care poate fi sudată de un singur electrod. În acest caz, tranziția de la secțiune la site poate fi combinată cu o schimbare a electrodului.
Deformarea produsului în acest caz este mult mai mică. deformarea cusăturilor scurte nu poate determina deformarea semnificativă a întregului produs. În plus, această metodă asigură o distribuție mai uniformă a căldurii de-a lungul cusăturii de sudură decât în cazul sudării continue, ceea ce duce la o scădere a nivelului de auto-tensiuni.
2. Fixarea rigidă a pieselor sudate
Fig. 50C. Reducerea deformărilor unghiulare
Rpr - forța de presare a pieselor sudate
Deformarea unghiulară poate fi redusă prin fixarea rigidă a pieselor de prelucrat în timpul sudării cu forță Ppr (forța de strângere) (figura 50C).
Piesele sunt fixate în dispozitive speciale (conductori) în care se realizează sudarea. Îmbinarea sudată este scoasă din conductor numai după ce sa răcit complet. Cu toate acestea, prin această metodă pot apărea tensiuni interne care, pentru îndepărtare, ansamblul sudat este supus unui tratament termic ulterior.
3. Metoda de echilibrare a deformațiilor
Pentru a reduce deformările, se folosește de asemenea o metodă de echilibrare a deformațiilor, în care ordinea de aplicare a cusăturilor este importantă. Ordinea suprapunerii este aleasă astfel încât cusătura ulterioară să cauzeze deformări, inversate la deformările obținute la aplicarea cusăturii anterioare
3.1. Reducerea deformărilor unghiulare
Deformarea unghiulară în sudură cu mai multe treceri (Fig.51C, a) poate fi redusă ca urmare a unei tranziții succesive la sudarea rolelor individuale dintr-o parte a secțiunii în cealaltă. După sudarea rolei nr. 1 ca rezultat al contracției transversale a articulației sudate, apare o deformare unghiulară α1 (figura 51C, b). După sudarea rolei nr. 2, există o deformare inversă, compensând parțial deformarea unghiulară de la sudarea primei role etc.
3.2. Reducerea deformărilor în îndoire
Fig. 52C. Reducerea deformărilor în îndoire
CT este centrul de greutate al produsului sudat; 1 ... 4 - secvența rațională de așezare a cusăturilor în procesul de sudare a fasciculului I cu cusături unghiulare.
Atunci când structurile spațiale de sudură necesită o secvență rațională de așezare a cusăturilor în raport cu centrul de greutate al produsului sudat, care reduce deformarea curbei.
După sudarea sudurii nr. 1 (Figura 52C, a), ca urmare a contracției sale longitudinale, fasciculul f1 se îndoaie (figura 52C, b). După sudarea sudurii nr. 2, există o deformare inversă, compensând parțial deformarea îndoirii de la sudarea primei suduri etc. Ca rezultat, fascicolul I după sudură va avea cea mai mică deformare a curbei.
Măsuri tehnologice după sudare