Методи боротьби з деформаціями та напругами при газовому зварюванні, Зварювання та зварювальник
При зварюванні виробів неможливо повністю уникнути залишковихдеформацій та напруг. Тому боротьбу з ними необхідно здійснювати на різних стадіях виготовлення зварної конструкції: до зварювання (на стадії проектування конструкції та технології виробництва), під час та після зварювання. Газове зварювання дає велику зону нагріву в порівнянні з іншими видами зварювання, тому вона викликає і великі деформації виробів, що зварюються. Для зменшеннядеформацій при зварюванні необхідно прагнути до рівномірного розподілу обсягу металу, що наплавляється, більш рівномірного нагрівання деталі при зварюванні, а також застосовувати певний порядок накладання швів.
Важливо правильно вибрати режим зварювання. При складанні виробів під зварювання зазор повинен бути рівномірним по всій довжині шва. Прихоплювати деталі необхідно у меншому числі крапок.
Для усунення деформацій при зварюванні встик застосовуютьзворотноступінчастий та комбінований порядок накладання швів. І тут весь шов ділять на ділянки довжиною 100-250 мм. Зварювання ведуть окремими ділянками в порядку, зазначеному цифрами, та напрямку, вказаному стрілками. При цих способах листи майже не коробляться, так як забезпечується більш рівномірний розподіл теплоти вздовж шва, ніж при безперервному зварюванні, а тому величина деформації зменшується.
а - зворотноступінчастий, б, - комбінований
Малюнок 1 - Порядок накладання швів
Для зменшення деформацій застосовують також спосібурівноважування деформацій, при якому має значення черговість накладання швів. Черговість накладання вибирають так, щоб наступний шов викликав деформації, обернені до деформацій, отриманих при накладенні.попереднього шва. Для зменшення деформацій застосовують спосіб зворотних деформацій. Сутність цього способу полягає в тому, що деталі перед зварюванням розташовують так, щоб після зварювання вони прийняли необхідне взаємне розташування. У цьому випадку листи розміщують під деяким кутом щодо один одного. У процесі зварювання внаслідок усадки металу шва кромки зближуються, внаслідок чого зменшується деформація.
а - врівноважування деформацій; б - зворотна деформація; 1-4 - шви
Рисунок 2 – Способи зменшення деформацій
При зварюванні вузла з декількох труб спочатку зварюють окремі елементи, які потім приварюють загальним швом до деталі, що з'єднує їх.
Жорстке закріплення деталей, що зварюються також застосовуютьдля зменшення деформацій. Цей спосіб знаходить широке застосування в умовах масового та серійного виробництва при зварюванні деталей складної форми. Деталі закріплюють у спеціальних пристосуваннях (кондукторах), у яких виконують зварювання та виймають їх лише після повного охолодження. Однак при цьому способі можуть виникнути внутрішні напруги, для зняття яких зварений вузол піддають подальшій термообробці.
Для зменшення деформацій застосовують такожпопередній підігрів деталі, що зварюється. У цьому випадку різниця між температурою зварювальної ванни і температурою всієї деталі зменшується, і, отже, зменшуватимуться деформації від нагрівання в процесі зварювання. Даний спосіб знайшов широке застосування при ремонті виробів із чавуну, алюмінію, бронзи, високовуглецевих та легованих сталей. Виробів підігрівають у спеціальних горнах, печах, індукторах. У деяких випадках рекомендується проковувати шов. Проковування проводять як у гарячому, так і в холодному стані. Проковування металу швапокращує механічні властивості наплавленого металу та значною мірою зменшує усадку. Крім того, для зняття напруг, що виникли при зварюванні і поліпшення структури металу шва і зони термічного впливу застосовують термічну обробку.