3. Определение деформаций и напряжений

Наплавка валика на кромку полосы является тем случаем, который имеет особо важное значение, так как к рассмотрению деформаций и напряжений при наплавке валика на кромку полосы, находящейся в тех или иных условиях, может быть сведена в конечном счете задача определения деформаций и напряжений для любых типов сварных соединений и кон­струкций.

Температурное поле для некоторого частного случая наплавки валика на кромку свободной полосы приведено на рис. 33, а на рис. 34 даны значения относительных удлинений >. для несколь­ких волокон.

Для определения деформаций, направленных вдоль валика, в процессе наплавки и последующего остывания может быть использован приведенный в предыдущей главе метод.

Поперечные деформации в рассматриваемом случае свобод­ной полосы в силу их незначительности не представляют инте­реса.

Ввиду неизменности температурного поля при предельном состоянии нагрева для установления характера изменения дефор­маций в некотором заданном сечении полосы в процессе на­плавки и остывания, вместо рассмотрения температурных кривых в данном сечении для различных последовательных моментов времени, можно рассматривать температурные кривые неподвиж­ного температурного поля для некоторых сечений, выбранныхт таким образом, чтобы они располагались на таких расстояниях от сварочной дуги, какие в действительности были в интере­сующие нас моменты времени между дугой и заданным сече­нием.

Так как в процессе остывания необходимо учитывать все те пластические деформации, которые возникли в предшествующие моменты времени, то рассмотрение деформаций следует вести, начиная от сечений, находящихся перед дугой, последовательно переходя к сечениям, расположенным позади дуги, где шов уже выполнен В тех случаях, когда необходимо определить

4 Н. О. ОксрЛлом. 2381. 49.

только остаточные деформации и напряжения можно исклю­чить из рассмотрения сечения, расположенные перед дугой м в той части позади дуги, где происходит расширение зоны разо­грева до температур, превышающих 600°. Так как на конечные деформации влияют только те пластические деформации, кото­рые имели место в момент достижения рассматриваемым волок­ном при остывании температуры 600°, то первым следует рассматривать то сечение (или тот момент времени для задан­ного сечения), в котором одно из волокон впервые достигает при остывании температуры 600". Таким волокном, как это видно из рис. 33, является волокно, ось которого касательна к изотерме 600 . Расстояние этого волокна от кромки полосы одновременно определяет ширину зоны, нагретой свыше 600°. Таким образом, первым сечением позади дуги, деформации ко­торого отражаются на конечных результатах, является сечение /—/, перпендикулярное оси шва и проходящее через точку касания прямой, параллельной оси шва, с изотермой 600* (рис. 33).

Что касается выбора последующих сечений, то их надлежит устанавливать так, чтобы возможно более полно охватить всю зону нагрева. Для этого следует всю ширину зоны (расстояние между кромкой ПОЛОСЫ и касательной к изотерме 600° — .Утахздо» на рис. 33) разбить на несколько равных частей и рассмотреть деформации поперечных сечений II—//, III—III и т. д., прохо­дящих через точки пересечения пограничными волокнами изо­термы 600°, начиная от сечения, ближайшего к сечению I—/. После того как будут определены деформации сечения, прохо­дящего через точку пересечения изотермы 600° с осью шва (сечение V— V на рис. 33), сечения можно назначать реже.

На рис. 35 приведены диаграммы относительных деформаций для нескольких сечений, построенные в соответствии с указаниями предыдущей главы. Из них видно, что при переходе от сечения I—I к последующим зона пластических деформаций расширяется, но после некоторого сечения (III—III на рис. 35) дальнейший рост и возникновение новых пластических деформаций сжатия прекращаются. Сечение, в котором закончится рост пластических деформаций, уже почти в полной мере определяет конечные деформации полосы, а потому после этого сечения можно рас­смотреть очень небольшое число сечений.

Все рассмотренные сечения дают возможность установить изменение упругих и пластических деформаций во времени, а также изменение общих деформаций полосы в данном сечении. Однако конечные результаты для данного сечения могут быть отнесены ко всем сечениям полосы, так как в процессе наплавки каждое сечение проходит все те этапы нагрева и осты­вания,— возникновения и развития упругих и пластических де­формаций,— которые были установлены для одного сечения (если рассматривать бесконечную полосу или исключить из рассмотрения концевые участки полосы конечных разме­ров).