Лекция №10 Термомеханические процессы при сварке (сварочные деформации и напряжения). Теория сварочных процессов Причины сварочных деформаций и напряжений: 1. Неравномерный нагрев сварного изделия до максимальных температур. Наступление «термопластичности» (𝜎Т → 0) в шве и ЗТВ. 2. Необратимая пластическая деформация – укорочение (сокращение) металла шва и ЗТВ при нагреве и упруго-пластическая деформация расширения (растяжения) после полного охлаждения сварного соединения. Теория сварочных процессов НАГРЕВ 1. Δl=αT Предполагаемое расширение вертикальных волокон при отсутствии связи между ними. 2. 2-2 – положение сечения при нагреве до Тmax (согласно гипотезе сохранения плоскости сечения «1-1» → «2-2» Теория сварочных процессов ОХЛАЖДЕНИЕ Теория сварочных процессов ОХЛАЖДЕНИЕ 1. 𝛆у.пл (расширение) 𝛆пл (укорочение) при нагреве 2. Как правило, после охлаждения шов и ЗТВ имеют +𝛔х → 𝛔т , периферии сварного соединения – сжатие −𝛔х 3. Эпюры 𝛔х (+, -) взаимоуравновешиваем (𝐟 +𝛔 = 𝐟(−𝛔)) 4. Сварной шов после охлаждения имеет сварочную усадку ∆св. Теория сварочных процессов Виды сварочных деформаций 1.1. Деформация формоизменения. (относительное перемещение точек сварного изделия по отношению к «О») Продольная и поперечная усадка. Теория сварочных процессов 1.2. Деформация изгиба (f-прогиб) Теория сварочных процессов 1.3. «Корсетность» – кольца шва трубы. Теория сварочных процессов 1.4. «Гофр» (потеря устойчивости краев) Для исправления деформации формоизменения применяют способ холодной правки (и др.), т.е. пластическое деформирование шва с целью его удлинения на величину продольной усадки. Теория сварочных процессов 2. Сварочные деформации и напряжения как параметры напряжённо-деформированного состояния. Теория сварочных процессов Параметры НДС 𝜎1 𝜎2 глав. нормальные напряжения 𝜎3 𝜀1 𝜀2 главные линейные напряжения 𝜀3 𝜎𝑖 − интенсивность напряжений (инвариант) 𝜎𝑖 = 2 (𝜎1 − 𝜎2 )2 +(𝜎1 − 𝜎3 )2 +(𝜎3 − 𝜎2 )2 2 𝜀𝑖 − интенсивность деформаций 2 𝜀𝑖 = (𝜀1 − 𝜀2 )2 +(𝜀1 − 𝜀3 )2 +(𝜀3 − 𝜀2 )2 3 Теория сварочных процессов Виды сварочных деформаций (параметры НДС) 1. Свободная термическая деформация 𝜀𝛼 (равномерный нагрев и охлаждение незакреплённой пластины. см. л/р → дилатометрический образец) 𝛿∆ ∆ 2. Наблюдаемая 𝜀н = (см. схему т. А) (определяется экспериментально) замеряется T(t), Д – датчики 3. Собственная деформация 𝜀с Является параметром НДС, определяет сварные напряжения. 𝜀с = 𝜀н − 𝜀𝛼 𝜀с = 𝜀с у − 𝜀с пл 𝜎х = 𝜀с у ∙ 𝐸 Теория сварочных процессов