Группа 203
Предмет:"контроль качества сварочных соединений"
Тема урока:"Напряжение и деформации при сварке"
Изучить, кратко законспектировать
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
Два вида напряжений и деформаций при сварке
Основные понятия. Напряжением называется внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения тела. Величину напряжения выражают в кГ/см2 или в кГ/мм2. Различают два вида напряжений, которые могут быть в теле: собственные напряжения (иногда называемые внутренними), существующие в теле независимо от приложения к нему внешних сил, и рабочие напряжения, вызываемые приложением к телу внешней нагрузки.
В зависимости от причин, вызвавших собственные напряжения, различают:
1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным нагревом и охлаждением изделия при сварке;
2) усадочные, вызванные усадкой металла шва при затвердевании;
3) структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, происходящих в металле, нагреваемом выше критических температур.
В сварных соединениях незакаливающихся низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, нержавеющих хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых ферритно-аустенитных и аустенитных сталей, а также высокохромистых сталей ферритного класса возникают только тепловые и усадочные собственные напряжения.
В сварных соединениях закаливающихся сталей возникают как тепловые, так и структурные собственные напряжения.
Собственные напряжения в металлических деталях могут возникнуть при их сварке, отливке и закалке. Поэтому в зависимости от технологического процесса изготовления изделий собственные напряжения называют соответственно сварочными, литейными, термическими.
Например, при неравномерном остывании отливки в ней появляются значительные собственные напряжения. То же самое наблюдается при быстром охлаждении толстостенного металла в процессе термической обработки. Причины возникновения сварочных, литейных и термических напряжений одинаковы.
Рис. 15. Возможные напряжения в твердом теле: а — линейные (одноосные), б — плоскостные (двуосные), в объемные (трехосные).
По направлению действия сварочные собственные напряжения бывают продольные (направленные вдоль шва) и поперечные (направленные перпендикулярно оси шва).
В зависимости от пространственного расположения и направления действия различают:
1) линейные (одноосные) напряжения, действующие в одном направлении (рис 15, а);
2) плоскостные (двухосные) напряжения, расположенные в одной плоскости и действующие во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 15,б);
3) объемные (трехосные) напряжения, действующие по всем направлениям пространства (рис. 15, в).
Линейные собственные напряжения образуются при сварке тонких стержней, плоскостные — в сварных соединениях тонких листов и объемные — в сварных соединениях толстого листового металла.
Напряжения бывают растягивающие и сжимающие. Собственные сварочные напряжения в свою очередь могут быть реактивными и остаточными.
Реактивными называются напряжения, возникающие при сварке деталей, находящихся в жестко закрепленном состоянии (например, при сварке встык двух стержней, несвариваемые концы которых жестко закреплены).
Реактивные напряжения не уравновешиваются внутри металла и поэтому при устранении закрепления они исчезают.
Остаточные напряжения, возникающие в изделии благодаря протеканию в металле местных пластических деформаций или местных структурных превращений, сохраняются в изделии после сварки независимо от того, закреплено оно или нет.
Они могут быть устранены либо термической обработкой изделия (отпуском или отжигом), либо приложением к изделию внешней нагрузки, достаточной для пластической деформации металла.
Напряжения, возникающие в местах нагреваемого участка изделия, подверженных пластическим деформациям, вызывают образование напряжений в соседних участках изделия, причем эти напряжения имеют противоположное направление. Растягивающие и сжимающие остаточные напряжения равны между собой и взаимно уравновешиваются внутри изделия.
В зависимости от размеров участка, в пределах которого имеются и -взаимно уравновешиваются собственные напряжения, различают три рода напряжений:
1) напряжения первого рода, которые существуют и взаимно уравновешиваются в сравнительно больших объемах металла;
2) напряжения второго рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах зерен металла;
3) напряжения третьего рода, которые существуют и уравновешиваются в пределах кристаллической решетки металла.
При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей в сварных соединениях возникают напряжения первого рода. Напряжения второго и третьего рода могут возникать при сварке некоторых легированных и высоколегированных сталей.
В сварочной практике преимущественно встречаются собственные напряжения первого рода. Эти напряжения вызывают деформации ( коробления) сварных соединений. Если в сварных швах имеются дефекты (поры, непровары и др.), значительные остаточные напряжения, особенно объемные, могут вызвать преждевременное разрушение сварной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Поэтому при дальнейшем изложении материала основное внимание будет уделено сварочным напряжениям первого рода, главным образом линейным и плоскостным.
Деформацией называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих напряжений: чем больше напряжение, тем больше вызываемая им деформация.
Деформация может быть упругой и пластической (остаточной) в зависимости от величины действующего на тело напряжения и механических свойств материала данного тела.
Если величина напряжения недостаточно велика и после прекращения действия нагрузки тело принимает первоначальную форму и размеры, то в этом случае материал тела под действием напряжения претерпевал лишь упругую деформацию.
Если же величина напряжения достигает предела текучести материала данного тела или превосходит его, то в последнем возникает пластическая деформация и после прекращения действия нагрузки оно сохраняет новую, приобретенную им форму, т. е. в этом случае тело претерпело остаточную деформацию.
Чем больше усилие (напряжение), приложенное к данному телу, тем больше его остаточная деформация. Точнее, чем больше напряжение сверх предела текучести материала данного тела, тем большую остаточную деформацию будет иметь тело.
ровать.
Комментариев нет:
Отправить комментарий