Адрес:

г. Челябинск, ул. Линейная, д. 69

Телефон:

+7 (351) 776-83-66

Деформационные изменения металла при сварочном соединении
22.10.2020

Деформационные изменения металла при сварочном соединении

Неизбежная деформация металла при сварке происходит в результате интенсивного термического воздействия на сопрягаемые участки материала. Возникающие при этом структурные изменения становятся фактором изменения геометрии изделия, что в большинстве случаев равносильно браку. Избежать таких дефектов поможет понимание причинно-следственной связи и знание правил проведения сварочных работ.

Причины деформационных изменений

Механические воздействия любого рода – сжатие, изгиб, растяжение, резка – на металлическую заготовку приводят к возникновению в ней напряжений и искажений. Превышение их допустимых значений вызывает необратимые повреждения, вплоть до полного либо частичного разрушения.

Причины деформации металла при сварке – внутренние напряжения, которые эксперты категорируют по двум группам:

  • к основным причисляют неизбежно сопутствующие сварочному процессу факторы;
  • побочных (сопутствующих) можно избежать.

Основные факторы

  • изменения структуры на уровне кристаллического строения, которые могут возникать в легированной стали и высокоуглеродистых сплавах при охлаждении. Результатом становится изменение начального объема детали и ее размеров, а также возрастание внутреннего напряжения;
  • неравномерный нагрев рабочей области, при котором в зоне сварного шва значительно возрастает концентрация напряжений – их величина определяется комплексным сочетанием воздействующих температур и характеристик материала;
  • литейная усадка, вызванная кристаллизацией металла и уменьшением его объема при остывании расплава.

В целом напряжения и деформации делят на временные, которые возникают при жесткой фиксации заготовок, и остаточные – они остаются в металле даже после его полного остывания.

Побочные факторы

  • нарушения технологического регламента – неправильная подготовка изделий, ошибочный выбор режима работы и т.д.;
  • ошибки и неточности в конструкции детали или узла, допущенные на стадии проектирования;
  • недостаток квалификации и опыта у исполнителя работ.

Виды деформаций

Различия между деформациями и напряжениями при сварке черных и цветных металлов заключаются во временном интервале, характере проявления, причинах возникновения и т.д. Деформационные изменения бывают таких видов:

  • местные, в одной области конструкции;
  • общие – нарушение геометрии всего изделия;
  • временные;
  • конечные, не пропадающие после охлаждения детали;
  • упругие – при них параметры изделия восстанавливаются по завершению сварки;
  • пластичные – постоянные дефекты.

Если не удалось выполнить сварку без деформации металла, то для устранения выявленных дефектов используют метод правки:

  • термической – сжимание материала в ходе его охлаждения;
  • холодной – воздействие механических сил на прессах и прокатных станках.

Способы предупреждения деформаций

Тщательная подготовка к выполнению сварочных работ с проведением грамотных расчетов поможет избежать деструктивных явлений и дополнительных затрат на их исправление. Как избежать деформации металла при сварке:

  • с помощью сопроводительного и предварительного прогрева склонных к закалке и растрескиванию сплавов;
  • минимизацией размеров шва;
  • проковкой швов в холодном или нагретом состоянии материала;
  • выравниванием векторов деформационных нагрузок при создании двусторонних соединений;
  • жесткой фиксацией сопрягаемых элементов в кондукторах;
  • термообработкой – отпуском, одного из видов отжига и нормализацией.

Нормализация признана лучшей технологией обработки сварных
швов низкоуглеродистых сталей.


Возврат к списку