Влияние изменения механических свойств при нагреве на объем продольного укорочения сварного соединения
Схематизированная диаграмма растяжения-сжатия, принятая в предыдущих пунктах при определении объема продольного укорочения, справедлива, как отмечалось, для низкоуглеродистой стали. Она базируется на допущении о постоянстве предела текучести и модуля упругости в широком диапазоне температуры. Однако для большинства металлов и сплавов понижение предела текучести и модуля упругости с повышением температуры происходит столь интенсивно, что указанное допущение становится неприемлемый. Вместе с тем начальный период деформирования, протекапций при сравнительно невысокой температуре, может сопровождаться упрочнением металла. Поэтому большое практическое значение имеет определение объема продольного укорочения сварного соединения непосредственно по ошатної кривш без их схематизации.
Предположим, что изменение напряжений в закрепленном отеркне при его нагреве до различных значений температуры и последующем остывании характеризуется кривыми, изображенными на рис.4.16,а. Так, изменение напряжений при нагреве стержня до температуры Тт и последующем остывании до нуля характеризуется ломаной линией ОАВС, , а при нагреве до Тх и выше -
кривдай OADC. Расположим под этой диаграммой кривую максимальных температурных деформаций (рис.4.16,б). Пусть максимальная температурная деформация в призме шириной Ау и отстоящей от оси шва на расстоянии у равна (отрезок ab). Тогда цикл изменения напряжений при нагреве и остывании характеризуется кривой ОАВС.,. Остаточные напряжения в этой призме бх соответствуют отрезку ОС.,. Отложим его справа на
плоскости 6 х(рис.4.16,в). Рассматривая все призмы, получим распределение остаточных напряжений в сечении (заштрихованная фигура). Площадь этой фигуры характеризует также остаточные пластические деформации укорочения, так как они равны:
Следовательно, объем продольного укорочения
Располагая опытными кривили (рис.4.16,а), можно приближенно определить объем продольного укорочения сварного соединения для любого металла. Если кривые изменения напряжений в закрепленном стержне при его нагреве и остывании отсутствуют, то можно воспользоваться семейством кривых деформирования металла, каждая из которых соответствует опре-
деленной температуре (см. рис,2.2).