Сварочные напряжения в шве,
прикрепляющем горизонтальный лист к уголкам двутавровой балки, были определены
Г. К. Евграфовым при исследовании мостовых пролетных строений (фиг. 33) [30].
Для определения зависимости величины и характера распределения остаточных напряжений от последовательности сварки корпуса судна научно-исследовательский отдел судостроительной фирмы Ветлехем Стил построил специальную секцию, представляющую собой в масштабе 1 : 5 упрощенную конструкцию среднего сечения корпуса судна типа «Либерти». Сварка производилась в три этапа. На первом этапе был сварен весь кольцевой шов по наружной обшивке и палубе. Напряжения по всему наружному контуру после первого этапа сварки растягивающие. В наружной обшивке в средней части максимальные напряжения доходили до 1100 кГ/см2, на палубе до 700 кГ/см2. На втором этапе были сварены стыки продольных связей и приварена поперечная переборка к наружной обшивке. В результате этого в наружной обшивке напряжения сжатия достигли 700 кг/см2. На третьем этапе была приварена верхняя часть поперечной переборки к обшивке. Максимальные напряжения после окончания •сварки не превышали 700 кг/см2.
Измерения остаточных напряжений в пролетном строении железнодорожного моста описаны И. И. Казеем [38]. Для определения напряжений была вырезана на полную высоту часть балки шириной 150 мм. Вырезанная часть была разрезана на -отдельные темплеты шириной 80—100 мм.
Изучали влияние швов, прикрепляющих короткие ребра жесткости, на величину и характер напряжений. С этой целью у ребер делали вертикальные разрезы от нижнего горизонтального листа на высоту 300—450 мм. По полученным замерам деформаций была построена эпюра напряжений. В верхней части балки растягивающие напряжения составляли в среднем 1600 кг/см2, а в нижней части 1770 кГ/см2. В точке пересечения исследуемого сечения с наклонным ребром жесткости установлено максимальное напряжение свыше 2000 кГ\см2. У коротких ребер жесткости растягивающие напряжения достигали 2670 кг/см2.
Выводы. Полученные теоретическим и экспериментальным путем эпюры остаточных напряжений по сечениям различных сварных соединений и конструкций выявляют резкую неравномерность их распределения.
Все исследования подтверждают наличие в зоне, непосредственно прилегающей к сварному шву, остаточных напряжений растяжения, близких по величине к пределу текучести основного металла. В некоторых случаях, например при многослойной сварке толстых сечений, остаточные напряжения могут даже превышать предел текучести (за счет миогоосности напряжений, а также в связи с упрочнением металла от пластической деформации).
Сварка разнородных сталей не вызывает существенных изменений в характере эпюр остаточных напряжений. Отличие проявляется лишь в незначительном сдвиге максимума растягивающих напряжений в сторону той или иной стали.
При сварке целой конструкции, кроме напряжений непосредственно в самом сварном соединении, возникают напряжения и во всей конструкции в целом вследствие жесткости последней.
ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ
Проблеме влияния остаточных напряжений на прочность сварных соединений и конструкций посвящено большое количество экспериментальных и теоретических исследований как в Советском Союзе, так и за рубежом. По этой проблеме в научно-исследовательских организациях и на производстве накоплен большой опыт. Однако до сих пор отсутствует единый взгляд на некоторые стороны этой проблемы, в особенности на влияние остаточных напряжений на прочность различных элементов конструкций и (как следствие из предыдущего) на необходимость специальных термообработок сварных соединений с целью устранения остаточных сварочных напряжений.
С одной стороны, существует мнение о том, что напряжения, возникающие при сварке, складываясь с напряжениями от рабочей нагрузки, понижают статическую и усталостную прочность, устойчивость, долговечность и коррозионную стойкость сварных конструкций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.