ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФОРМИРОВАННЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Исправление деформированных сварных конструкций можно выполнить двумя способами: механическим или термическим.
Механическую правку на предприятиях производят на прессах с гидравлическим, пневматическим, механическим и ручным приводом.
При отсутствии прессов правку можно проводить вручную: с помощью молотков, кувалды, зубила, лома, домкрата и т.п.
Вследствие наклепа (нагартовки) металла в результате правки ударами молотка или кувалды резко снижается пластичность металла. В связи с этим такой способ правки не рекомендуется.
Термическая правка осуществляется с помощью местного нагрева деформированного участка. Нагревать можно газовой горелкой. Температура нагрева для стали 300-670°С.
Особенно усиливается эффект термической правки, если после нагрева детали произвести проковку (простукивание) деревянным или металлическим молотком. Следует помнить, что удары необходимо сначала наносить вокруг нагретого участка, после чего обработать сам участок.
После нагрева и обработки нескольких участков рекомендуется нанести удары в месте вспучивания.
В отдельных случаях, для облегчения появления пластических деформаций, температуру нагрева следует довести до 800-900°С.
Ширина зоны нагрева должна составлять за один проход 0,5-2 толщины испаряемого металла.
Во всех случаях нагрев следует вести с выпуклой стороны и начинать необходимо от центра выпуклости.
Недостаток термической правки заключается в повышенной хрупкости металла изделия, снижении сопротивления усталости.
Из-за этого термическую правку не применяют при изготовлении барабанов, котлов и сосудов, работающих под давлением.
Сварка деталей и узлов в закрепленном состоянии в приспособлениях значительно уменьшает деформации, однако при этом сильно возрастают сварочные напряжения.
После того как сварной* узел освобождают от приспособления, в котором он был закреплен, появляются деформации от усадки швов. Уменьшение деформаций при сварке в закрепленном состоянии объясняется тем, что при нагреве до высоких температур происходит пластическая деформация.
Создание сварной конструкции связано со сложными процессами, происходящими при сварке: разнообразной формой и размерами соединений свариваемых деталей; свариваемыми и сварочными материалами; условиями закрепления деталей при сварке способами сварки и др. В этой связи трудно понять роль сварочных напряжений в причинах повреждений и аварий сварных конструкций. Этот вопрос до конца не изучен.
Вместе с тем следует отметить, что сварочные напряжения в конструкциях из пластичных материалов не снижают эксплуатационной прочности сварных конструкций ни при статической, ни при вибрационной, ни при ударной нагрузках.
Сварочные напряжения могут отрицательно сказаться на прочности сварной конструкции, повысить вероятность ее разрушения, если конструкция выполнена из хрупкого металла или если пластичный материал в результате каких-либо причин переведен в хрупкое состояние.
Правильно выбранные типы соединений, свариваемые и сварочные материалы, а также хорошее качество сварки исключают отрицательное влияние сварочных напряжений на прочность и надежность сварной конструкции.
Деформация и напряжение при сварке сталей, чугуна и цветных металлов
При выборе метода уменьшения деформаций и напряжений, возникающих в процессе сварки, следует учитывать марку свариваемого металла.
При сварке пластин из углеродистой стали зазор необходимо делать значительно меньше, чем при сварке медных пластин.
При сварке медных пластин из-за большого линейного и объемного расширения меди при маленьком зазоре в конце сварки пластины будут накладываться одна на другую. Если же их до начала сварки жестко закрепить, то в этом случае возникнут значительные остаточные напряжения и деформации.
При сварке пластин из легированной стали из-за изменения объема металла при изменении структуры могут возникнуть силы сжатия, если увеличатся
объем или силы растяжения при уменьшении объема. Поэтому при сварке легированных сталей необходимо стремиться к уменьшению объема наплавленного металла и выполнять сварочные работы таким образом, чтобы было меньше закрепленных частей свариваемой конструкции. Свобода частей свариваемой конструкции уменьшит возникновение внутренних напряжений.
При сварке чугуна деформаций не возникает, потому что при образовании значительных внутренних напряжений образуются трещины.
Для уменьшения деформаций и внутренних напряжений при сварке цветных металлов, имеющих значительный коэффициент линейного и объемного расширения, необходимо увеличивать зазор между свариваемыми кромками и уменьшать объем наплавленного металла, а также потребуется жесткое закрепление свариваемых деталей.
Дефекты сварных соединений
В процессе образования сварного соединения в металле шва и околошовной зоны могут возникнуть дефекты, которые в зависимости от причин, их вызывающих, делятся на две группы:
первая - дефекты, связанные с особенностями технологических и тепловых процессов, протекающих непосредственно при нагреве, кристаллизации и остывании сварного соединения;
вторая - дефекты формирования шва, их происхождение связано с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой под сварку, неисправностью сварочной аппаратуры и другими причинами общего характера. По способам обнаружения дефекты делятся на внешние и внутренние. К внешним относятся дефекты, расположенные на поверхности сварного соединения и обнаруживаемые невооруженным глазом или с помощью лупы. Внутренними называются дефекты, не выходящие на поверхность сварного соединения и наблюдаемые с помощью специальной аппаратуры.