|
|
ОглавлениеОсновы теории сварки и резки металлов. Введение Глава 2. Сварные соединения и швы Глава 3. Металлургические процессы при сварке Глава 4. Термическая резка металлов Глава 6. Напряжения и деформации при сварке Глава 7. Свариваемость металла Глава 8. Дефекты сварных соединений Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуГлава 6. Напряжения и деформации при сварке6.1. Понятие напряжений и деформацийНапряжением называют силу, отнесенную к площади, на которой она действует. Деформация — это изменение формы и размеров тела под действием внешних либо внутренних сил. Температурные поля при сварке вызывают усадочные явления и интенсивное развитие деформаций. При неравномерном местном нагреве в зоне соединения возникают напряжения сжатия, уравновешиваемые напряжениями растяжения в остальной части детали. При последующем охлаждении происходят неравномерные объемные изменения, пластическое деформирование и, как результат, образование в зоне шва напряжений растяжения. Рассмотрим упрощенный механизм образования и развития пластических деформаций и напряжений при сварке пластин встык. Мысленно разобьем эти пластины плоскостями, параллельными оси шва, на отдельные бесконечно узкие стержни (рис. 6.1) и рассмотрим процесс деформирования одного из них при нагреве и остывании. При нагреве стержень удлинится на величину ε = αТ, где α — коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен стержень; Т — температура нагрева. Удлинению сопротивляются неподвижные торцы стержня, в нем возникают напряжения сжатия, которые с увеличением температуры возрастают, пока не достигнут предела текучести при соответствующей деформации εт (точка А) (рис. 6.2). Рис. 6.1. Членение сварной пластины на стержни Начиная с этого момента, т.е. при Т > Тт, кривые —ε и —α разделяются. Напряжение остается постоянным и равным пределу текучести при нормальной температуре до момента времени, когда температура нагрева достигнет значения Т1кр (точка В1).Затем напряжение начнет уменьшаться и достигнет нуля при Т = Т2кр (точка S2). Деформация же с момента Т = Тт будет продолжать увеличиваться, что вызовет в стержне деформации сжатия. К моменту, когда температура нагрева достигнет значения Т2кр, пластические деформации сжатия достигнут максимума —εпл в точке S1. Последующее охлаждение стержня приведет к восстановлению его прочностных свойств и появлению растягивающих напряжений (прямая S2C2). Напряжения растяжения будут расти, пока не достигнут предела текучести σт (точка D2), и далее в процессе остывания до точки С1 сохранят свое постоянное значение. После полного охлаждения в элементе в зоне упруго-пластических деформаций будут остаточные напряжения растяжения, равные пределу текучести при нормальной температуре. Поскольку общая накопленная пластическая деформация —εпл в этом случае больше σт, разность между ними приведет к появлению пластических деформаций растяжения ε. Внимание! Авторские права на книгу "Основы теории сварки и резки металлов. Учебник" (Овчинников В.В.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
