Напряжения, возникающие при оварке, относятся к собст­венный напряжениям. Поэтому, прежде чем дать классификацию сварочных напряжений, необходимо рассмотреть классификацию собственник напряжений и выяснить их отличительные признаки. Собственною напряжениями называются напряжения, сшествую - ще в конструкции при отсутствии внешних нагрузок. Обычно гти напряжения возникают в деталях и конструкциях в процессе их изготовления. Например, собственные напряжения появляются в прокатных элементах в результате неравномерного остывания участков различной толщины, а также при резании, шлифовании, гибке и различных других способах металлообработки. Кроме того, собственные напряжения образуются в заклепочных и бол­товых соединениях; в стержне заклепки или болта возникает растяжение, а в прилегащей зоне листов - сжатие.

х) Другие названия этих напряжений - внутренние, начальные, остаточные.

Собственные напряжения делят на макро - и микронапряжения. Их отличие состоит в величине градиента. Если в пределах раз­мера зерна металла напряжения изменяются незначительно, то они могут быть отнесены к числу макронапряжений или напряже­ний первого рода. Эти напряжения имеют определенную ориента­цию и уравновешиваются в пределах части или всей конструк­ции в целом. Для таких напряжений вполне допустимо представ­ление об изотропном материале.

Микроналряжения или напряжения второго рода претерпевают резкие изменения в пределах зерна. Они связаны с анизотро­пией кристаллов.

При оценке влияния собственных напряжений на прочность и

j

деформации деталей и конструкций учитывается действие макро­скопических напряжений. Обычные напряжения от внешних нагру­зок относятся к макронапряжениям. Сварочные напряжения также относятся к собственным макронапряжениям.

Собственные макронапрякения бывают одноосными (в эле­ментах стержневого типа), двуосными (в пластинах и оболочках) и трехосными (в телах трех измерений).

Так как собственные напряжения имеются в теле при отсут­ствии действия внешней нагрузки, то они должны быть взаимно уравновешены. Следовательно, независимо от характера распре­деления, собственные напряжения в пределах любого сечения, полностью пересекающего все тело, всегда уравновешены по сумме сил и по суше моментов сил, в частности в любой плос­кости, перпендикулярной к оси эс, соблюдаются равенства

(I. I)

где бх - нормальные напряжения в точке с координатами у, г. в рассматриваемом сечении площадью F, а координатные оси у и к. расположены в плоскости этого сечения.

Собственные напряжения двузначны. Растягивающие усилия уравновешиваются сжимающими усилиями. Уравновешенность на­пряжений по любому сечению является основной особенностью собственных (в том числе и сварочных) напряжений. Помимо указанной классификации собственных напряжений, которая рас­пространяется на сварочные напряжения, последние (т. е. сва­рочные) могут бить дополнительно классифицированы по сле­дующим признакам (рис.1 Л):

- по времени существования различают временные сварочные напряжения, существующие лишь в определенный момент времени нестационарного процесса нагрева и остывания, и остаточные сварочные напряжения, остающиеся после полного остывания

конструкции;

- по направлению действия напряжений различают напряже­ния продольные -- направленные параллельно оси сварного шва, и напряжения поперечные - направленные перпендикулярно к оси шва.

РисЛЛ. Классификация сварочных деформаций и

напряжений

Прежде чем перейти к классификации сварочных деформаций, необходимо сделать следующее пояснение относительно принятой терминологии.

Рассмотрим связь деформаций и перемещений на примере растянутого стержня (рисЛ.21. Под действием внешней силы Р точки I и 2 стержня меняют положение: точка I получает пере-

мещение аХ) относительно неподвижной точки 0, а тачка 2 - Ц-х. а‘ ЧРИ этом дайна отрезка L увеличивается на ЛЦ. От­

ношение приращения длины отрезка AL к его начальной длина L на-

и в рассматриваемом случае она по­стоянна по длине L. В общем слу­чае

8*х Эх *

Видно, что перемещения имеют размерность длина, а деформации беаразмернн.

В теории сварочных деформаций часто не делают разграни­чений между этими понятиями и под деформациями понимают как собственно деформации, так и перемещения, включая прогибы и углы поворота.

Как и напряжения, сварочные деформации могут быть вре­менными и остаточними, а по направлению действия - продоль­ными (параллельными оси шва) и поперечными (перпендикулярны­ми к оси шва). В свою очередь временные и остаточные деформац ции можно разбить на две группы в зависимости от того, на какую часть конструкции они распространяются:

- деформации, вызывающие искажение формы и размеров всего элемента или конструкции, получили название общих сва­рочных деформаций (рис.1.3,а); к ним относят изменение ли­нейных размеров конструкции и искривление ее осей в про­дольном и подеречнш направлениях;

- деформации, распространяющиеся только на отдельные элементы конструкции, получили название местных сварочных деформаций (рис.1.3,6-е); к ним относят деформации отдельных

элементов от ее потери устойчивости и угловые деформации (гри - бовидность, ребристость, "домики”).