- Головна
- статті
- Методи боротьби з температурною деформацією при зварюванні
Розглянемо рекомендації по боротьбі з таким ефектом, як температурна деформація металу, що виникає під час зварювальних робіт. В кінці статті будуть розглянуті сучасні способи вирішення цього завдання.
Ця напруга виникає внаслідок того, що метал нагрівається нерівномірно і при охолодженні виникає внутрішня напруга в зоні температурного впливу. Ці напруги можуть привести до деформації металевого виробу.
Які існують способи щоб при виготовленні виріб з металу не повело при зварюванні?
1. Послідовність проходження зварювальних швів. Зварювання виробів з металу слід проводити таким чином, щоб виникаючі напруги компенсували один одного. Це можливо при зварюванні симетричних швів, при правильному виборі напрямку накладення швів.
Так само доцільно в деяких випадках зібрати виріб на прихватки і потім обварювати шви, що знаходяться симетрично один одному щодо нейтральної осі.
2. Попередній вигин деталей в протилежну сторону від виникаючих при зварюванні напружень. Температурна усадка компенсує ці напруги і конструкцію не поведе.
3. Вибір режиму зварювання.
Напруги, які виникають в результаті зварювання, залежать від температури зони нагріву металу. Чим вище температура, тим сильніше залишкові напруги.
Різні режими зварювання відбуваються при різних температурах, мають різний обсяг наплавляемого металу і різну швидкість проходження шва. Чим вище швидкість, тим менше нагрівається зона зварювання і менше усадочні напруги.
При DIY зварюванні (киснево-ацетиленовий зварювання) виникають найбільші напруги, так як вона відбувається при температурі близько 3100 С. Крім цього даний вид зварювання найповільніший, а обсяг наплавленого металу найбільший.
ММА (ручна дугова зварка покритими електродами) відбувається при температуре2400-2700 о С і швидше ніж киснево-ацетиленовий, з меншим об'ємом наплавленого металу.
MIG / MAG (напівавтоматичне зварювання в захисних газах) відбувається при 1500 о С і з ще більшою швидкістю. Тому температурна усадка буде менше ніж при MMA зварюванні.
4.Предварітельний нагрів вироби або зони деформації.
Найсильніші напруги в металі виникають при охолодженні вироби. Величина можливої деформації залежить від теплопровідності і коефіцієнта лінійного розширення металу. Чим нижче теплопровідність, тим більше нерівномірна зона нагріву і більше деформація. Наприклад, у нержавіючої сталі теплопровідність менше, а коеф. лінійного розширення більше ніж у чорної сталі і тому деформація більше.
Тому для зменшення напружень, особливо в легованих сталях, зварювання виробляють в попередньо нагрітому стані.
5. Сварка в кондуктора.
Виріб закріплюють в жорсткій оснащенні, таким чином, перешкоджаючи деформації усадки. У металі виникають напруги, що викликають пластичні деформації. Це дозволяє зменшити температурну усадку. Після вилучення деталі з кондуктора деформація залишиться, але вона буде менше на 30% ніж при зварюванні незакріпленої деталі. Під час зварювальних робіт в кондуктора збільшується ймовірність появи тріщин. Це відбувається коли пластичності металу недостатньо.
6. Рихтовка металовироби після зварювання.
Виконується за допомогою домкратів і талів. Можлива правка виробів за допомогою молотка або молота. При цьому необхідно відслідковувати появу тріщин і розривів в металі і зварювальних швах.
7. Теплова правка вироби після зварювальних робіт.
Спосіб полягає в нагріванні газовими пальниками деформованих ділянок металовироби. Нагрівають опуклу (вигнуту) сторону деталі, до такої міри, коли не відбудеться пластична деформація і внутрішні напруга не локалізуються. Даний метод ефективно проводити спільно з механічною рихтуванням (див. П. №6).
Якщо дозволяють розміри, то можливий так само відпустку вироби в печі. При нагріванні до 400-500 ° С знімається близько 50% внутрішніх напружень.
При даному способі існують ризики появи викривлення вироби. Необхідно щоб деталь мала жорсткістю і витримувала температурний вплив не зраджуючи своїй геометрії.
На закінчення кілька загальних рекомендацій.
Деталі, що володіють більшою металлоемкостью, веде при зварюванні менше. Наприклад, конструкція з труби зі стінкою 8мм, буде деформуватися менше ніж зі стінкою 4 мм.
Іноді доцільно зварювання замінити на альтернативні способи з'єднання. Це може бути клейове з'єднання. Зараз у продажу є досить велика кількість клеїв по металу як російського, так і іноземного виробництва. Якщо це допустимо, то можна використовувати клепочное з'єднання.
У деяких випадках раціонально використовувати MSG-пайку (пайка на напівавтоматі в захисних газах) - яка відбувається при температурі 1000 о С
Можливе застосування точкового зварювання або комбінованого - клеесварние з'єднання. Даний спосіб є точкове зварювання і використання клею по металу.
Всі ці способи і методи дозволяють успішно боротися з таким явищем, як температурна деформація металовиробів після зварювання.
Інноваційні технології під час зварювальних робіт