Деформации и напряжения при сварке плоскостных листовых конструкций
При изготовлении резервуаров, элементов судового корпуса и ряда других конструкций часто возникает необходимость сборки и сварки весьма разнообразных по своим толщинам и габаритным размерам плоскостных листовых конструкций, которые будем условно называть полотнищами. Сборка, а главное сварка таких полотнищ, требует хорошо проработанного технологического
Рис. 83. Сборка пол01 нищ
процесса с определением последовательности выполнения сварки. Деформация сварных полотнищ происходит вследствие поперечных и продольных укорочений от сварки, при этом толщина соединяемых деталей заметно сказывается на характере деформаций.
Если при сварке толстолистового материала большая жесткость конструкции приводит к значительному развитию пластических деформаций, то при сварке тонких листов сжимающие напряжения при нагреве приводят к выпучиванию свариваемых листов из плоскости, а при охлаждении соединений из тонких листов происходит укорочение участков, расположенных вблизи шва и получивших при нагреве пластическую деформацию сжатия. Это, в свою очередь, приводит к возникновению напряжений сжатия на некотором расстоянии от шва и появлению там выпучин и тем самым к потере устойчивости.
Сборка и сварка полотнищ может производиться при совмещенных стыках (рис. 83, а) и разнесенных стыках (рис. 83, б). Элементы конструкций с совмещенными сты-
K. IMII IIMUOl |)ИД Нреимущестії ИО СрИШіеіІІІІО С ІК'СОНМе - ЩЄИІІІ. ІМП.
При сварке совмещенного стыка он получает почти одинаковую пластическую деформацию от укорочения шва, в то время как при сварке несовмещенных стыков в сечении конструкции попадает сварной стык, претерпевающий при охлаждении пластическую деформацию, и целый свободный лист, не подвергающийся нагреву и поэтому не укорачивающийся. Это создает неравномерность поперечного укорочения в сечении по линии расположения стыка. При тонких листах это приводит к появлению местных выпучин в целом листе в месте окончания сварного стыка. Кроме того, совмещение стыков полотнищ имеет ряд технологических преимуществ, а именно: создается возможность более широкого применения автоматической сварки, секционно-блочного изготовления крупногабаритных сварных изделий и др.
Для предотвращения вероятности появления выпучин при сварке полотнищ из тонкого материала прибегают к различным приемам, в том числе к закреплению свариваемых листов. Уложенные на плиту листы собираются между собой на эластичных прихватках или гребенках (рис. 83, в). Расстояние между гребенками принимается такое же, как и между обычными прихватками (в пределах 200—400 мм в зависимости от толщины свариваемых листов).
В тех случаях, когда по каким-либо причинам возникает необходимость сборки и сварки плоскостной конструкции с несовмещенными стыками, продольные стыки следует собирать па гребенках, что обеспечит свободное укорочение листов при сварке поперечных стыков. Поперечные стыки при сборке можно закреплять как гребенками, так и на обычных прихватках. Сварку следует производить в последовательности, указанной на рис. 83, б. Такая последовательность сварки обеспечивает свободное укорочение металла сварного соединения, в результате чего деформации полотнища или подобных конструкций будут небольшими.