7. Деформация и напряжения при сварке металлоконструкции колонны

Деформацией называется изменение формы и размера тел под действием сил. К деформации после сварки приводят внутренние напряжения в сварном шве. Сварочные деформации зависят от технологического процесса сборочно-сварочных работ, оказывают влияние на геометрическую форму изделия, а иногда и на его несущую способность.

Наиболее часто встречающимися видами деформации элементов являются серповидность, продольное и поперечное укорочение, винтообразность, грибовидность перекос полок, коробление листовых деталей и др.

Мероприятия по борьбе с деформациями можно разделить на 3 вида: конструктивные, технологические, проводимые в процессе сварки, технологические проводимые после сварки.

К технологическим мероприятиям, проводимым во время сварки конструкций, относится предварительный обратный выгиб, жесткое закрепление, способ уравновешенных деформаций, первоочередная сварка поперечных швов, обратноступенчатый порядок наложения швов при сварке.

Жесткое закрепление конструкции уменьшает деформации, но при этом в металле возникают дополнительные внутренние напряжения, которые могут вызвать появление трещин, как в металле шва, так и в околошовной зоне.

Способ уравновешивания деформаций применяется для сварки конструкций, имеющих швы, расположенные симметрично к центру тяжести сечения. Последовательность наложения швов устанавливается с таким расчетом, чтобы деформации, вызванные, наложением шва были ликвидированы обратными деформациями после наложения предыдущего шва.

Коробление стенок при сварке двутавровых балок из листовой стали можно предотвратить механическим натяжением стенки в процессе сборки.

Для предотвращения винтообразности рекомендуется увеличить жесткость сечения за счет установки до сварки поясных швов, диафрагм через 1200-1500мм начиная с торцов.

Устранение сверх допустимых деформаций в конструкциях производят с помощью листоправильных вальцов, кулачковых прессов, пневматических скоб, машин для правки грибовидности, домкратов, винтовых приспособлений, грузов, пламенем газовой горелки, наложением холостых швов и др.

Следует соблюдать следующие конструктивные способы:

1) в конструкции должно быть минимальное количества сварных швов;

2) симметричность расположения швов для уравновешивания деформаций;

3) обеспечены размерами чертежа минимальные зазоры в местах сварки;

4) расчитывать в сопряжениях деталей возможность конструктивной свободной усадки сварного шва при остывании без жестких заделок;

5) не допускать перекрещивающихся швов;

6) равномерное, малыми дозами, симметричное распределение тепловложениий от сварки, с указанием последовательности и направления наложения швов, их протяженности и сечения, применяя и встречное направление второго слоя (прохода) шва

7) обоснованные режимы сварки и правильная последовательность наложения швов;

8) минимальное количество прихваток и малое их сечение;

9) предварительное взаимное расположение деталей с учетом будущей деформации, а также предварительные прогибы, которые исчезнут от деформации после сварки;

10) предварительное закрепление деталей перед сваркой.

Для уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сборке используют жесткое закрепление деталей прихватками обеспечивая максимальную точность не допуская увеличенных или неравномерных зазоров и смещения кромок.

При одной и той же погонной энергии сварка под флюсом благодаря значительной скорости перемещения дуги (изотермы вытянуты и сдвинуты в область, уже пройденную дугой) обеспечивает меньшие остаточные деформации, чем ручная дуговая сварка.

Учитывая, что длина участка при сварке поясных швов стержня 14м, следует использовать обратноступенчатый способ наложения швов, разбивая весь участок на участки по 1,5м.