Разнообразие экспериментальных методов определения ocтaточных сварочных напряжений позволяет с достаточной полнотой и точностью определять распределение напряжений в каждом конкретном случае. Однако следует отметить значительную трудоемкость более точных методов и меньшую точность более простых методов.
Наиболее распространенными экспериментальными методами являются механические методы, предусматривающие частичное или полное разрушение исследуемой детали.
В вопросе теоретического и экспериментального определения остаточных сварочных напряжений наиболее значительна работы русских и советских ученых.
Теоретически рассчитанные или экспериментально полученные эпюры остаточных сварочных напряжений обнаруживают резкую неравномерность распределения последних по сечению сварного соединения. Наибольшие по величине остаточные сварочные напряжения наблюдаются в непосредственной, близости к сварному шву. Величина этих максимальных напряжений зависит от нескольких факторов, а именно: свойств свариваемых материалов, режима сварки, типа электродов, жесткости конструкции и др. Эти факторы влияют до некоторой степени и на характер распределения остаточных сварочных напряжений, В большинстве случаев максимальные остаточные напряжения в сварном соединении близки к пределу текучести основного металла. Однако в некоторых случаях в силу ряда причин (высокий градиент, наклеп металла в результате пластической деформации, многоосность напряжений) остаточные сварочные напряжения могут превзойти предел текучести. Такое явление наблюдается, например, при многослойной сварке толстых стальных деталей. В этом случае в корне шва возникают напряжения, значительно превосходящие предел текучести основного металла.
Сварка целой конструкции, как правило, вызывает остаточные напряжения не только в зоне сварного соединения, но и во всей конструкции. Последнее является следствием жесткости конструкции.
Влияние остаточных сварочных напряжений на статическую прочность сварных соединений и конструкций различно и зависит от способности материала пластически деформироваться в разных условиях. При этом остаточные напряжения не оказывают сколько-нибудь заметного влияния на сопротивление металла разрушению. В тех случаях, когда возможность пластической деформации у металла отсутствует или в достаточной мере затруднена (т. е. для хрупких материалов или материалов в хрупком состоянии), остаточные сварочные напряжения могут существенно влиять на их статическую прочность.
Усталостная прочность сварных соединений в значительной степени зависит от величины и знака остаточных напряжений; остаточные напряжения проявляются тем в большей степени, чем выше концентрация напряжений в опасной зоне сварного соединения.
Остаточные сварочные напряжения влияют также на устойчивость элементов сварных конструкций, подвергающихся продольному сжатию, причем остаточные напряжения растяжения повышают устойчивость, а напряжения сжатия снижают ее. Степень этого влияния в значительной степени зависит от распределения остаточных сварочных напряжений по сечению элементов, подвергающихся продольному сжатию, и от жесткости, последних.
В случае наличия значительных остаточных напряжений в сварном соединении, условия работы которого могут способствовать отрицательному проявлению этих напряжений, возникает необходимость снятия остаточных напряжений или уменьшениях влияния. Методы снятия напряжений, применяемые в этих случаях, весьма разнообразны: конструктивные, технологические и др. В ряде случаев конструктивными мероприятиями можно добиться более равномерного распределения остаточных напряжений по сечению детали или концентрации этих напряжений нужного знака в определенных наиболее опасных местах. Технологические мероприятия, такие, как выбор марки электрода, последовательность сварки, сопутствующий подогрев, сварка под напряжением, направлены в основном на получение в сварном соединении как можно более низких значений остаточных сварочных напряжений. Сколько-нибудь существенного снятия остаточных напряжений в сварных деталях и конструкциях с течением времени и при комнатной температуре не наблюдается.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.