Деформации и напряжения при сварке стыковых и тавровых соединений
По продолжительности сварочные напряжения делятся на технологические и остаточные.
Технологические возникают во время сварки (в процессе изменения температуры).
Остаточные — после окончания сварки и полного охлаждения изделия.
Распределение продольных напряжений при сварке в стыковом шве таково, что на его концах из-за возможности свободной усадки они незначительны, а в средней части имеют достаточно большую величину, достигают предела текучести.
При сварке встык продольное сокращение шва вызывает не только продольные, но и поперечные напряжения, поскольку деформированные ("изогнутые") листы стараются распрямиться. Поэтому в средней части сваренных листов возникают напряжения растяжения, а по краям - напряжение сжатия.
При разработке технологического процесса сварки обязательно следует учитывать поперечную и продольную усадку шва. При сварке металла толщиной до 6 мм главным образом возникают значительные деформации. При этом остаточные напряжения бывают небольшими, так как металл уже деформировался.
В сварных конструкциях, имеющих тавровое сечение (состоящее из двух листов), под влиянием продольных и поперечных напряжений и укорочений тавровая стенка и пояс тавра деформируются, тавр изгибается по длине.
Величина таких деформаций зависит в первую очередь от соотношения размеров стенки и пояса, последовательности наложения сварных швов, условий закрепления таврового сечения. Чем тоньше пояс и больше ширина вертикальной стенки, тем больше будут продольные напряжения сварного тавра.
Листы следует закреплять как можно ближе к сварному шву. Расстояние крепления от шва при сварке тонких листов должно быть равно 3-6-кратной ширине шва.
Крепления, которые располагаются на значительном расстоянии от шва, практически не оказывают влияния на конечные угловые деформации.