На примере продольных напряжений ах по краю полубеско - нечной пластины рассмотрим механизм образования остаточных напряжений. Поперечные напряжения оу для простоты рассматри­вать не будем, тем более, что они в данном случае у края невелики. Пренебрежем также влиянием пластической деформации на иска­жение поля напряжений.

Допустим, что при нагреве распределенным движущимся источ­ником тепла типа газового пламени кромки металла, обладающего бесконечно большим пределом текучести, образуются сжимающие напряжения ох (рис. 6). Отсутствие пластических деформаций при нагреве не вызывает остаточных напряжений. После полного осты­вания остаточные напряжения ах = 0.

Допустим, что по такому же режиму нагревается кромка ме­талла с пределом текучести ат = 40 кПмм2 (400 Мн! м%) (рис. 6, б) и что металл не нагревается выше температуры, при которой сни­жается предел текучести, а модуль упругости Е остается неиз­менным.

Напряжения ох по кромке металла до точки At будут возра­стать, оставаясь меньше предела текучести. За точкой начнется 14

пластическая деформация, а напряжения будут оставаться при­мерно равными пределу текучести. В точке В1 сжимающие напря­жения начнут уменьшаться, следуя по кривой 5,0,0^ эквиди­стантной кривой BD. В точке Сг напряжения окажутся равными нулю, а затем перейдут в растягивающие. После полного осты­вания возникнут остаточные напряжения, примерно равные

19 кПмм2 (190 Мнімм2). Причиной образования остаточных на­пряжений явились неравномерный нагрев и пластическая дефор­мация металла в период нагрева. Остаточные напряжения оказа­лись растягивающими и меньше предела текучести ат = = 40 кГІмм2 (400 Мнім1).

Если предположить, что нагревается кромка металла с мень­шим пределом текучести от = 20 кПмм2 (200 Мнім2), то картина образования временных и остаточных напряжений изменится. Пла­стические деформации начнутся заметно раньше и будут проте­кать вплоть до точки В 2 (рис. 6, в). Затем сжимающие напряжения начнут уменьшаться, в точке С2 они станут равными нулю, а при Дальнейшем остывании металла перейдут в растягивающие.

В точке N напряжения достигнут предела текучести и вплоть до точки D2 будет происходить пластическая деформация металла. После полного остывания в кромке пластины будут наблюдаться остаточные растягивающие напряжения, равные пределу теку­чести •

В обоих последних случаях остаточные напряжения будут яв­ляться следствием протекания пластических деформаций в период нагрева металла. Возникающие после остывания усилия создают деформацию конструкции — укорочение, изгиб, а в некоторых случаях и. потерю устойчивости. Таков в общих чертах механизм образования сварочных напряжений и деформаций.