Дальнейшие испытания были проведены на тавровом образце, связанном сплошными валковыми швами из двух листов.
Подогрев осуществлялся одной горелкой, последовательно е обеих сторон от приваренного ребра, на расстоянии 50 мм от швов. После каждой операции измеряли остаточные напряжения. Показано, что после сварки напряжения растяжения в швах составляли 3200 и 1880 кГ/см2. После первого подогрева они снизились до значений соответственно 250 и 1520 кГ/см2. Второй подогрев, симметричный первому, вызвал дополнительное их снижение, в результате чего они стали сжимающими, равными 600—800 кГ/см2.
Для оценки эффективности обработки местным подогревом в той же работе были испытаны образцы из стали марок Ст.3 и М16С на пульсаторе при σmin= 385-435 кГ/см2 и σмах = 1500-1700 кГ/см2. Образцы представляли собой полосы сечением 130 X 10, 170 X 10 и 200 X 10 мм с приваренными в средней части и у кромки планками. Кроме того, по оси образца приваривали продольные ребра. Испытания показали, что долговечность образцов, у которых в зоне сварных швов были созданы сжимающие остаточные напряжения, повысилась в 2—7 раз по сравнению с аналогичными образцами, не обработанными местным подогревом после сварки. Предел выносливости образцов из стали М16С с концентраторами напряжений в околошовной зоне в виде круглых отверстий, у которых в указанной зоне местным нагревом были созданы сжимающие остаточные напряжения вместо растягивающих, повысился более чем на 22%.
Особое внимание уделялось характеру изменения остаточных напряжений под воздействием статических и переменных нагрузок. Показано, что в элементах и образцах из сталей Ст. 3 и М16С, подвергнутых растяжению статической нагрузкой до напряжений 2000 кГ/'см2, сжимающие остаточные напряжения в зонах местного нагрева не изменяют своего .знака и остаются достаточно большими по величине. Последующее многократное нагружение (более миллиона циклов) переменными нагрузками, не превышающими по своей величине статическую нагрузку, не вызывает заметного изменения величины остаточных напряжений.
Это положение особенно важно, так как подтверждает высказанные соображения о высокой устойчивости при циклическом нагружении воздействия остаточных напряжений на усталостную прочность сварных соединений.
В работе М. Я. Бровмана и др. [11] показано, что в некоторых случаях нецелесообразно проводить отпуск при 600—700° С всей конструкции, если остаточные сварочные напряжения существуют лишь в небольшом объеме. Это неудобно технически и невыгодно экономически. В работе дается теоретическое обоснование низкотемпературной термообработки, сущность которой состоит в нагреве зон соседних со швом, в то время как шов и зона термического влияния сохраняют низкую температуру. Деформации, вызванные процессом сварки, в этой ненагреваемой зоне приблизительно равны ε2 = α1Т1 и для низкоуглеродистой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Резкая неравномерность распределения температуры по сечению свариваемых деталей приводит к возникновению в сварных соединениях значительных остаточных напряжений. Тесно связан с неравномерностью температурного поля и другой источник возникновения остаточных сварочных напряжений — неравномерность структурных превращений и объемные изменения в сварном шве и зонах термического влияния. Оба источника полно изучены. Изменение растворимости газов, окружающих сварной шов в процессе охлаждения, и старение металла также могут служить источниками возникновения остаточных сварочных напряжений. Однако эти явления сравнительно мало изучены, хотя и представляют определенный интерес.
Теоретические методы
определения остаточных сварочных напряжений, предложенные разными
исследователями, довольно разнообразны, но, к сожалению, все они являются
громоздкими, что ограничивает их применение на практике. Кроме того,
невозможность учета всех факторов, участвующих в процессе образования
остаточных напряжений, делает теоретические методы в большей или меньшей
степени только приближенными или условными.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.