4.3 Сварочные напряжения и деформации, меры борьбы с ними

В результате местного ( неравномерного ) нагрева металла в сварной конструкции возникают временные и остаточные напряжения. Временные сварочные напряжения наблюдаются только в определенный момент сварки в процессе изменения температуры. Напряжения существующие после окончания сварки конструкции и полного ее остывания, называются остаточными сварочными напряжениями или сварочными напряжениями.

При проектировании и изготовлении сварной конструкции необходимо считаться с возможностью появления в них остаточных деформаций и напряжений, и принимать меры для их предотвращения или ограничиваться в таких пределах, при которых их влияние не будет опасным.

При сварке малоуглеродистых сталей, имеющих наиболее широкое применение в металлических конструкциях, в них возникают напряжения первого рода, уравнивающиеся в микрообъемах. Неизбежными причинами сварочных деформаций являются:

• неравномерный нагрев изделия при сварке;

• тепловая усадка швов;

• структурные изменения металла шва и ЗТВ.

Сопутствующими причинами являются:

• неправильное решение конструкции сварного узла, т.е. близкое расположение и частое пересечение сварных швов или неправильный выбор типа сварного соединения;

• применение устаревшей техники и технологии;

• низкая квалификация сварщика;

• нарушение геометрических размеров шва.

Основной мерой борьбы с деформациями является создание в зонах пластической деформации, дополнительных деформаций противоположного знака.

В сварочном шве при остывании возникают напряжения растяжения и необходима пластическая деформация для приведения к нулю. Этого можно достичь проковкой – металл осаживается по толщине, создавая пластические деформации удлинения в плоскости, перпендикулярной направлению удара.

В нашем случае можно использовать жесткое закрепление в сварочном приспособлении, а также высокотемпературный отпуск.

Закрепление деталей при сварке относится к числу достаточно часто применяемых приемов для уменьшения деформаций изгиба.

Сварочное изделие прикрепляется к сварочной плите прижимами. После окончания сварки и остывания изделия, прижимы удаляют. При этом конечно деформация произойдет, но она будет значительно меньше той, которая имела бы место в свободном состоянии.[7, с. 162]

4.4 Технический контроль качества и исправление брака

Качество сварных соединений в значительной мере определяют эксплуатационную надежность и экономичность конструкции. Наличие в сварном соединении дефектов – отклонений от заданных свойств, формы и сплошности шва, свойств и сплошности околошовной зоны, может привести к нарушению герметичности, прочности и других эксплуатационных характеристик изделия, а при некоторых обстоятельствах вызвать аварию его в процессе изготовления, монтажа или работы.

Дефекты появляющиеся в сварном соединении , различаются по месту расположения – наружные (нарушение размеров и формы шва, подрезы, поверхностное окисление металла шва, прожоги наплывы, свищи незаверенный кратер) и внутренние (трещины, непровары, поры, шлаковые включения, окисные включения).[7, с.223]

В процессе сварки необходимо осуществлять предварительный и пооперационный контроль, а также контроль качества изделия.

Предварительный контроль включает проверку сборочно-сварочных приспособлений, качество основных и сварочных материалов. при операционном контроле необходимо проверять качество подготовки поверхности и сборки под сварку, и соблюдение технологии сварки, т.е. соответствие сварочных материалов стандартам, техническим условиям, соблюдение режимов сварки, порядка наложения швов, качества зачистки швов от шлака.

Контроль готовых сварных конструкций выполняют следующими методами.[8, с.202]

• внешним осмотром и радиографическим контролем по ГОСТ 7512-82 и ОСТ 36-59-81;

• механическими испытаниями по ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-80 и ГОСТ 14997-84.

Внешним осмотром выявляются наружные дефекты. Шов осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы с десятикратным увеличением. Внешним осмотром проверяют все сварные швы не зависимо от использования в дальнейшем других методов контроля.

Механические испытания проводят для проверки соответствия механических свойств основного металла, металла шва и сварного соединения требованиям государственных отраслевых стандартов, а т.ж. для контроля качества материалов, оценки правильности выбранной технологии и квалификации сварщика.

При обнаружении в швах дефектов, течей обнаруженных при испытании осуществляется вырезка дефектного участка шва шлифмашинкой отрезным кругом на глубину 3-3.5 мм, шириной 3 мм. Длинна вырезки должна превышать длинне дефектного участка на 5 мм с каждой стороны. Подварку осуществляют РДС на постоянном токе электродами УОНИ-13/45 ,Ǿ3 мм.