Влияние ширины полосы на сварочные деформации и напряжения
Уі=100мм! S 20 t мий |
ОстыШие |
Рис. 46. Влияние ширины полосы на изменение стрелки прогиба в процессе - наплавки и остывания. |
В предыдущем параграфе уже отмечалось влияние ширины полосы на характер развития деформаций и напряжений и на величину и на эпюру конечных деформаций и напряжений. Не менее заметно влияние ширины и на изменение стрелки прогиба полосы в процессе наплавки и остывания. Как видно из рис. 46, с увеличением ширины полосы уменьшается как конечная положительная стрелка прогиба, так и отрицательная стрелка прогиба.
Как это следует из всего предыдущего, большую роль в развитии деформаций играет величина пластических деформаций, полученных в момент достижения каждым отдельным волокном при остывании температуры 600°.
Изменение величины пластических деформаций сжатия в зависимости от ширины полосы показано на рис. 47, а, где приведены кривая X для сечения, в котором ширина зоны нагрева свыше 600° достигает наибольшей величины (сечение 1-І на рис. 33). и прямые Д для полос шириною 50, 100 и 150 мм. Из сравнения положения прямых Д видно, что с увеличением ширины полосы увеличиваются пластические деформации сжатия (для волокна, расположенного в расстоянии у от кромки) и ширина зоны пластических деформаций, в то время как угол наклона прямой Д (кривизна полосы в рассматриваемом сечении> уменьшается. Соответственно росту (с увеличением ширины полосы) пластических деформаций в момент начала остывания, растут и конечные пластические деформации X' после полного остывания. Однако неуклонный рост пластических деформаций с увеличением ширины не приводит к монотонному уменьшению кривизны (и уменьшению действительных деформаций). В начале, при малых ширинах, увеличение ширины приводит к росту действительных деформаций и кривизны вследствие того, что преобладающее влияние оказывают резко увеличивающиеся пластические деформации сжатия, получаемые при нагреве. Затем с увеличением ширины полосы рост пластических деформаций замедляется, а жесткость полосы быстро растет и начинает ока
зывать решающее значение, вследствие чего действительные деформации и кривизна полосы уменьшаются.
Характер изменения конечной кривизны в зависимости от ширины полосы представлен на рис. 47, б. В соответствии с кривизной изменяются и действительные конечные относительные деформации Д0 и Дй.
Рис. 47. Изменение кривизны в зависимости от ширины полосы. |
На рис. 48 приведены кривые изменении пластической деформации сжатия, полученной при нагреве (кривая Х^), и деформаций для конечного состояния (кривая Д0). Все данные приведены для крайнего волокна. Пластические деформации сжатия, появляющиеся в крайнем волокне, возрастают по мере увеличения ширины полосы и достигают наибольшей возможной величины | епл j m„ = 0,0088. При этом действительные деформации Д0 изменяются в соответствии с изменением кривизны, т. е. сперва 04
увеличиваются, а затем уменьшаются с увеличением ширины п> лосы. Упругие деформации и пропорциональные им напряжения (рис. 48, б) при малых ширинах оказываются отрицательными (сжатие), а затем уменьшаются, меняют свой знак на обратный (растяжение) и, возрастая, достигают предела текучести растяжения. Таким образом, пластические деформации растяжения, происходящие при остывании, могут составить при широких листах не более:
3,0088 — 0,00114 = 0,00766.
Рис. 48. Изменение деформаций и напряжений крайнего волокна в зависимости от ширины полосы. |
В то же время видно, что в крайнем волокне могут быть напряжения сжатия лишь при весьма узких полосах. Обычно имеют место напряжения растяжении и притом равные пределу текучести.
Следует отметить, что все рассмотренные величины зависят не только от ширины полосы, но и от режима наплавки, а поэтому установленные зависимости действительны для случая вы-г лолнгния наплавки на полосах разной ширины одним режимом.