14.1. ТЕОРИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ

Специфичный, высокотемпературный, локальный нагрев элементов конструкций при сварке, характеризующийся значительными градиен­тами температур, вызывает появление в них температурных деформа­ций и соответственно напряжений. В процессе сварочного нагрева и последующего охлаждения в металле происходит непрерывное изме­нение температурных деформаций и напряжений, причем в отдельных зонах сварного соединения возможно развитие необратимых объемных изменений, которые и будут являться причиной возникновения после - сварочных, так называемых остаточных, напряжений. Эти остаточные напряжения, в свою очередь, могут являться причиной снижения эксп­луатационной прочности сварных конструкций и вызывать геометри­ческие искажения последних, что может привести к ухудшению такти­ко-технических данных и, что очень важно в инженерной практике, товарного вида современных сварных конструкций. Поэтому изучение физической сущности развития и образования сварочных деформаций и напряжений с возможной количественной оценкой этих процессов имеет существенное значение для развития и совершенствования сва­рочного производства.

Уже в 30-е годы прошлого столетия, т. е. с начала широкого приме­нения электродуговой сварки для изготовления сварных конструкций, трудами российских ученых В. П. Вологдина, Г. А. Николаева, Н. О. Окерблома были заложены основы теории сварочных деформаций и напряжений. В последующие годы благодаря российским исследовате­лям эта теория получила широкое развитие. Позднее сформировались два научных направления: первое - развитие и совершенствование ин­женерных методов (С. А. Кузьминов, К. М. Гатовский и многие другие); второе - разработка теории сварочных деформаций и напряжений на базе теории термопластичности с использованием ЭВМ и последних достижений вычислительной техники (В. И. Махненко, его ученики и другие).

Основное внимание в настоящем учебнике уделено инженерному методу, методически разработанному К. М. Гатовскпм. Этот метод по­зволяет достаточно просто и наглядно понять физическую сущность развития термодеформационных процессов, происходящих в металле

сварных соединений в результате сварочного нагрева и охлаждения. В него закладывается ряд допущений и предпосылок, вполне оправ­данных в инженерной практике. Большое внимание уделяется и воз­можной приближенной количественной оценке геометрических иска­жений сварных конструкций разной сложности (решение конкретных задач). Рассматриваются вопросы по предотвращению и уменьшению сварочных деформаций и напряжений, рациональной технологии из­готовления сварных соединений и конструкций, позволяющие улуч­шить товарный вид конструкций и тем самым в большинстве случаев повысить их эксплуатационные качества.