Влияние искусственного интенсивного охлаждения, подогрева и пластической деформации растяжения на остаточные деформации

Интенсивное охлаждение сварных соединений приводит к сужению участка действия температур, вызы­вающих пластические деформации при сварке, и тем самым к понижению остаточных деформаций и напряже­ний. Искусственное охлаждение для уменьшения остаточных деформаций может быть применено только при сварке низкоуглеродистых незакаливающихся ста­лей. При сварке закаливающихся сталей применение искусственного охлаждения для уменьшения остаточных деформаций недопустимо.

Подогрев (общий, а иногда местный) применяют для предотвращения напряжений и последующих деформа­ций при сварке. Подогрев снижает неравномерность распределения температур и тем самым может умень­шить или совершенно устранить действие основного фактора, вызывающего сварочные напряжения и дефор­мации.

При сварке изделий из высокопластичных материалов, как, например, низкоуглеродистой или низколегированной стали, в обычных условиях применять подогрев для умень­шения местных пластических деформаций в зоне шва нет никакой необходимости. Но для сварки таких изделий при низких температурах, когда повышается хрупкость металла и увеличивается перепад температур, иногда при­меняют местный подогрев. При этом местному подогреву следует подвергать несвариваемые кромки деталей, что не дает никакого положительного эффекта и может при­вести к повышению местных пластических деформаций на участке деталей, где возникают напряжения растяжения при нагреве от сварки и напряжения сжатия после охла­ждения изделия.

При сварке пластичных материалов в условиях низких температур или повышенной жесткости вместо местного подогрева можно рекомендовать проведение сварки с боль­шой погонной энергией и сопутствующей тепловой изо­ляцией района шва в процессе сварки.

Пластической деформацией сварных швов и околошов­ной зоны можно достичь уменьшения и даже полного снятия сварочных напряжений, а также остаточных де­формаций. Это может быть достигнуто путем местной, обработки швов и околошовной зоны, при которой в них создаются дополнительные пластические деформации рас­тяжения, устраняющие деформации сжатия, возникаю­щие при сварке. Такая обработка швов достигается проколачиванием или проковкой. Проколачивание шва в горя­чем состоянии следует производить при температурах металла не ниже 500 °С, чтобы не попасть в интервал температур пониженной его пластичности. Проколачи­вание в горячем состоянии обычно производится при горячей сварке; прибегать к специальному нагреву для осуществления этой операции и в других случаях нет необходимости, так как исследованиями установлено, что проколачивание швов при температурах от 100 °С и ниже является весьма эффективным методом снятия напряжений. Холодное проколачивание шва и околошовной зоны производят от температуры, не превышающей 100 °С, до обычной. Удары при этом производятся вручную, мо­лотком массой 0,6—1,2 кг с закругленным бойком или пневматическим молотком с плоской чеканкой при сла­бом нажиме.

Проколачивание металла однопроходного шва после его полного охлаждения должно производиться при плот­ном его прилегании к плите или стеллажам. Проколачи­вание при многослойной сварке должно проводиться по каждому слою, за исключением первого, так как при сварке первого слоя на весу (обычно малого сечения) в корне шва могут образоваться несплошности по форме надреза, которые в период проколачивания могут рас­пространиться в виде трещин в металл шва.

Из сказанного следует, что этот прием можно реко­мендовать для снятия напряжений при заварке трещин, замыкающих швов в жестких конструкциях и полотнищ из относительно тонких листов.