Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Взаимосвязь деформации и напряжения при сварке; выкладываем по полочкам

Взаимосвязь деформации и напряжения при сварке — выкладываем по полочкам

Сварка обеспечивает самое прочное и надежное соединение, если проведена правильно. Однако при нарушении технологии в конструкции возникают напряжения и деформации, вызванные сварочным процессом. Искажается форма и размеры изделия, в результате чего оно не может выполнять свои функции.

Особенности проведения

Термообработку выполняют поэтапно:

  • нагревают только шов или вместе с участками возле него;
  • поддерживают температуру в течение определенного времени;
  • планомерно охлаждают до температуры окружающей среды.

Температура термообработки зависит от выполняемых задач

В зависимости от решаемых задач термообработку после сварки выполняют при температуре от 600 до 1100⁰C. Разработано несколько методов обработки с разными графиками нагревания, временем выдерживания, охлаждения. Способ и оборудование выбирают в зависимости от марки металла, толщины и конфигурации деталей.

Термообработке должны подвергаться сварные швы трубопроводов большой протяженности, соединения на грузоподъемных механизмах, сосуды и емкости, работающие под давлением. Процедуру нельзя откладывать на срок больше трех суток. Для повышения стойкости к коррозии термообработку проводят сразу после завершения сварки.

Из достоинств отмечают:

  • увеличение надежности и долговечности сварных соединений;
  • возможность улучшения нужных параметров.

К недостаткам термообработки относят:

  1. Невозможность исправления брака при нарушении технологии термообработки. Соединение придется заново переваривать.
  2. Большую цену и габариты оборудования.
  3. Для выполнения термообработки нужен квалифицированный персонал.
  4. Повышенный расход энергоресурсов.

Методы борьбы со сварочными деформациями

Разумный расчет — главный метод борьбы с деформациями при сварке

К сожалению, многие отвечают «а давайте без давайте» — и получают на выходе деформированную, ненадежную или, в лучшем случае, существенно подорожавшую деталь.

На практике часто достаточно заменить единый сварной шов на гиб — или на надежную последовательность коротких швов. В первом случае деформаций не будет никаких — они там в принципе невозможны. Во втором случае напряжение будет, но не дойдет до той точки, когда деталь поведет.

Читайте так же:
Отрасли промышленности цветная металлургия

Дополнительные методы устранения сварочных деформаций металла

  • Разумный способ сварки. Существуют хитрые способы сварки, позволяющие минимизировать деформации — например, каскадный и обратноступенчатый. Суть их — в том, что длинный шов как бы состоит из множества коротких. И каждый короткий накладывается так, чтобы образовать напряжение, противоположное напряжению предыдущего. В результате после длинной и хорошо рассчитанной цепи мини‑деформаций деталь суммарно оказывается такой же, как была.
  • Подогрев детали. Да, гениально и просто. К сожалению, работает не всегда и бывает дорого. Суть в том, что перед/во время/иногда даже после сварки деталь разогревается вся целиком. И расширяется — вся. Соответственно, перепад температур и объемов между рабочей зоной и остальными будет существенно меньше.
  • Термическая и механическая правка детали после сварки. Есть, конечно, свои ограничения. Главным образом — то, что эти методы эффективнее работают с остаточным напряжением, которое накопилось в детали за время процесса. Уже свершившиеся деформации исправляются не очень хорошо. А проблема механической правки — еще и в том, что она сама по себе может подпортить прочность изделия.

Читайте также:

Чего нельзя делать при сварке

Начну, пожалуй, с самого опасного, это поражение током. Сварочный аппарат имеет несколько значений напряжения: это сетевое напряжение в 220 вольт, и напряжение холостого хода которое он выдаёт. Оно порядка 60-80 Вольт. Наибольшую опасность несёт, конечно же, сетевое напряжение, но и холостое напряжение, также может ударить током.

Чего нельзя делать при сварке

Поэтому при сварке нельзя одновременно браться руками за электрод и массу. Нельзя дотрагиваться до корпуса сварочного аппарата, нельзя варить в мокрую погоду, и, тем более, под дождём. Если и осуществлять сварку в сырую погоду, то только в герметичной обуви и при заземлённом сварочном аппарате.

Читайте так же:
Нихром или фехраль что лучше

Ультрафиолет и опасные испарения

Особую опасность сварка несёт и для глаз сварщика, а также для органов дыхания. Нельзя смотреть на сварку без специальной маски со светофильтром, недопустимо варить в таком помещении, которое не имеет достаточно вентиляции. Если сварка осуществляется в закрытой емкости, например, в цистерне, то варить нужно только в респираторе.

Ультрафиолет и опасные испарения

Яркость сварочной дуги в десять тысяч раз превышает допустимое значение для глаз человека. Со временем, если часто смотреть на сварку без маски, начнёт падать зрение. Однако, как показывает статистика, подобное со сварщиками встречается довольно редко, поскольку они варят с использованием сварочных масок.

Высокие температуры

Посредством сварочной дуги, а это температура свыше 3000 градусов, металл начинает плавиться. Но даже когда дуга погасла, он все еще долгое время остается очень горячим. Поэтому первое, что нужно запомнить заключается в том, что нельзя сразу же хвататься за сваренную заготовку.

Высокие температуры

После того, как сварка завершена, нужно дать металлу остыть или же принудительно произвести его охлаждение. Отбивать шлак нужно только в маске, поскольку окалина может легко отлететь в глаз и принести тем самым увечья. Осуществлять сварку всегда нужно только в специальной одежде, которая не горит и смогла бы закрывать открытые части тела сварщика.

Сварочный ток и нагрузка

Несмотря на то, что инвертор не так сильно нагружает сеть, потребляет он все равно прилично. Чем больше сила тока, тем большая нагрузка приходится на электросеть. Вот почему нельзя использовать для сварки непредназначенные для этих целей удлинители.

Сварочный ток и нагрузка

Какие параметры к сварочному удлинителю должны быть? Во-первых, это длина, не более 30 метров. Во-вторых, сечение жил кабеля, оно должно составлять не менее 2,5 мм². В противном случае удлинитель будет сильно греться, а сварочный ток падать пропорционально длине удлинителя.

Читайте так же:
Фотореле фр 601 подключение видео

Особенности процесса и применяемое оборудование

Термическая обработка швов требует различных технологий и оборудования. Существует три основных типа оборудования для термической обработки.

Радиационное оборудование — это наиболее простой, а значит, и самый распространенный вид оборудования. Нагрев изделия происходит за счет передачи тепла от нагретой нихромовой проволоки. Между проволокой и изделием прокладывают термостойкий электроизоляционный материал и постепенно увеличивают напряжение на нагревательном элементе (нихромовая проволока). Работа проходит намного быстрее, если нагревательная проволока уже изолирована, и нет необходимости каждый раз изолировать изделие.

Регулировка напряжения может осуществляться различными средствами: от простейших способов переключения отводов на обмотке понижающего трансформатора или устройства гасящих сопротивлений, до высокотехнологичных электронных преобразователей напряжения на тиристорах.

Газопламенное оборудование намного хлопотнее предыдущего вида. Согласитесь, что обеспечить подачу электрического питания намного проще, чем подачу газа. Такие же сложности с регулировкой процесса и контролем параметров. И еще проблематичнее выглядят возможности механизации или автоматизации термообработки сварных швов с применением газопламенного оборудования. Но есть у этого оборудования и одно неоспоримое преимущество – низкая стоимость работ. Это становится понятным при самом приближенном сравнении стоимости электроэнергии и газа.

Свойства стали после закалки

После закалки увеличивается твердость и прочность стали, но при этом повышаются внутренние напряжения и возрастает хрупкость, провоцирующие разрушение материала при резких механических воздействиях. На поверхности изделия появляется толстый слой окалины, который необходимо учитывать при определении припусков на обработку.

Внимание! Некоторые изделия закаляются частично, например, это может быть только режущая кромка инструмента или холодного оружия. В этом случае на поверхности изделия можно наблюдать четкую границу, разделяющую закаленную и незакаленную части. Закаленную часть на клинках называют «хамон», что в переводе на современный язык металлургии означает «мартенсит».

Читайте так же:
Подключение конденсатора к двигателю от стиральной машины

Определение! Мартенсит – основная составляющая структуры стали после закалки. Вид этой микроструктуры – игольчатый или реечный.

Для уменьшения внутренних напряжений и роста пластичности осуществляют следующий этап термообработки – отпуск. При отпуске происходит некоторое снижение твердости и прочности.

Техника получения хорошего сварного соединения

Когда валики начнут получаться ровными, можно попытаться начать изготавливать соединительные швы. Такую операцию сможет выполнить достаточно опытный практикант, который умеет варить электросваркой.

Зажигание электрода выполняется согласно описанной выше технологии. Единственным отличием будет движение руки сварщика. Она будет выполнять колебательные движения. Расплав будет как бы переходить с одной поверхности детали на другую. Движение может происходить по нескольким траекториям:

Для тренировки можно взять небольшую металлическую заготовку. По поверхности мелом провести линию, чтобы ее можно было увидеть через темное стекло маски. Именно по ней нужно двигаться электродом, чтобы получить своеобразный шов, в виде любой вышеуказанной траектории.

После того, как шов остыл нужно молотком отбить шлак и рассмотреть проделанную работу.

Когда появился небольшой опыт можно начинать изготавливать соединительные швы, которые имеют несколько видов:

Кроме того, такие швы могут быть горизонтальными и вертикальными, могут свариваться в разных направлениях.

Только после многочисленных тренировок можно добиться равномерного движения руки. После этого можно получить красивые детали.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector