ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИЯ ПРИ СВАРКЕ. СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
К механическим свойствам металлов относят:
♦ прочность - это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок (растягивающих, сжимающих, скручивающих и срезающих);
♦ твердость - способность металла или сплава
оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела;
♦ упругость - способность металла или сплава
восстанавливать первоначальную форму после прекращения нагрузки;
♦ пластичность - способность металла или сплава, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять эту форму после снятия нагрузки;
♦ ударная вязкость - способность металла или
сплава сопротивляться действию ударных нагрузок (измеряется в килограмм-силах -метр на квадратный сантиметр);
♦ ползучесть - свойство металла или сплава медленно или пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки (особенно при повышенных температурах);
♦ усталость — постепенное разрушение металла или сплава при большом количестве повторно-переменных нагрузок;
♦ выносливость — свойство металла выдерживать постоянно-переменные нагрузки.
Причины появления внутренних напряжений и деформаций
При сварке металлических конструкций в них очень часто возникают напряжения. Они возникают по двум причинам: неизбежным и сопутствующим. К неизбежным причинам относятся:
=> неравномерный нагрев металла (холодные или слабо нагретые участки металла препятствуют расширению сильно нагретого участка, в который входят сварной шов и часть зоны термического влияния;
=> усадка, т.е. уменьшение объема металла при затвердении, что объясняется увеличением его плотности;
=> изменение структуры, т.е. изменение размеров и расположения зерен (при сварке закаливающихся сталей образуются менее плотные структуры, что приводит к увеличению объема металла шва - напряжения, возникающие от структурных изменений, не имеют практического значения при сварке низкоуглеродистых сталей.
К сопутствующим причинам, способствующим возникновению напряжений и деформаций, относятся такие, без которых процесс сварки может происходить. К таким причинам относятся:
=> неправильные решения конструкции сварных узлов (близкое расположение швов, их частое пересечение, неправильно выбранный 1 тип соединения и т.д.);
=> применение устаревшей техники и технологии сварки (неверно выбраны способы наложения слоев и диаметр электрода, не соблюдаются режимы сварки и т. д.);
=> низкая квалификация сварщика;
=> нарушение геометрических размеров сварных швов и т. д.
Сварочные напряжения бывают продольными (действуют в направлении оси шва) и поперечными (действуют поперек оси шва).
Сварочные напряжения приводят к деформации конструкций.