2.5 Расчет продольного и поперечного укорочения при сварке полотнища поперечной переборки

Деформация секции в в поперечном направлении на отдельных этапах сварки определяется поперечным укорочением продольных швов (пазовых) и продольным укорочением поперечных швов.

1. Укорочение полотнище в продольном направлении определяем по формуле

Объем продольного укорочения сварных соединений пазовых швов (от 1 и 2 проходов)

Здесь погонная мощность от 2 прохода, так как > . см⁴_z

Объем поперечного укорочения сварного соединения стыкового шва (от 1 и 2 проходов):

Следовательно,

2. Укорочение полотнища в поперечном направлении определяем по формуле(18.9):

По формуле: ΔL = ( V_хi );

ΔL – продольное укорочение

F_b – площадь поперечного сечения

ΔV_х – объём продольного укорочения

ΔV_х = μ_х · · q_n · L_шв · К_м ;

μ_х – коэффициент продольного укорочения равный 0,355

– коэффициент линейного расширения металла

- объёмная теплоёмкость

q_n – погонная энергия

L_шв – длинна шва

К_м – коэффициент многопроходности равен 1 (от 1 до 3 проходов )

– 12,5 · 10 ^{– 6} – для углеродистых и низколегированных сталей

тогда,

q_n1 = · · 0,24 = · 0,85 · 0,24 = 3539,5 кал/см

q_n2 = · · 0,24 = · 0,85 · 0,24 = 5050 кал/см

– КПД = 0,8 – 0,9 для автоматической сварки под флюсом

F_b = В · δ = 490,4 · 1,1 = 539,4 см²

В – ширина двух листов

δ – толщина металла

ΔV_х = 0,355·12,5· 10 ^{– 6}·8589,5·1· 118,5 = 4,5см³.

Продольное укорочение полотнища секции:

ΔL = 4 · · ΔV_х = 4· · 4,5 = 0,034 см.

Поперечное укорочение определяется укорочением стыков и поперечным укорочением пазов.

По формуле: ΔВ = ( V_хi );

F_l = L · δ = 118,5 · 1,1 = 130,4 см².

ΔВ = 4 · · Δ V_х = 4 · · 4,5 = 0,14 см.

2.6. Сварочные напряжения и деформации

2.6.1 Причины возникновения деформаций

Деформацией называют изменение размеров или формы тела под действием приложенных к нему сил. Деформации могут быть упругими и пластическими. Если размеры и форма тела восстанавливаются после прекращения силового воздействия, то такая деформация является упругой. Деформацию, остающуюся после снятия нагрузки, называют пластической или остаточной.

Сварка вызывает возникновение в изделиях собственных напряжений. Собственными напряжениями называются напряжения, которые существуют в изделии без приложения внешних сил. Поэтому в самый начальный период создания сварных конструкций, при их проектировании необходимо считаться с возможностью появления в них значительных остаточных деформаций и напряжений, которые могут изменить проектные формы и размеры. Когда изменение размеров конструкции выходит за пределы допустимых, приходится применять специальные меры по предотвращению или уменьшению сварочных напряжений и деформаций.

В зависимости от причины, вызвавшей напряжения, различают:

- тепловые напряжения, вызванные неравномерным распределением температуры при сварке;

- структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, сопровождающихся переохлаждением аустенита в околошовной зоне и образованием продуктов закалки мартенсита, объем которого больше объема исходной структуры.

В зависимости от времени существования напряжения и деформации различают временные и остаточные.

В зависимости от размеров области, в пределах которой имеют место и взаимно уравновешиваются внутренние напряжения, сварочные напряжения относятся к напряжениям первого рода (внутренние напряжения, вызванные неравномерным нагревом и остыванием, либо неравномерной пластической деформацией). Напряжения первого рода действуют и уравновешиваются в крупных объемах, соизмеримых с размерами изделия или отдельных его частей.