Сварочные напряжения и деформации
При сварке в изделиях возникают внутренние напряжения, могущие привести к деформациям и трещинам. По направлению действия различают продольные и поперечные линейные сварочные напряжения.
В зависимости от причины, вызывающей напряжения различают: 1) тепловые напряжения, вызванные неравномерным распределением температуры при сварке; 2) структурные напряжения, возникшие вследствие структурных превращений.
При сварке происходит концентрированный и кратковременный нагрев до высоких температур сравнительно небольшого участка. По мере движения источника тепла нагреву подвергаются новые объемы металла. Распределение температур в поперечном направлении от сварного шва весьма неравномерно. Это вызывает в соседних участках разные по величине объемные изменения, которые ведут к появлению внутренних напряжений и образованию поля напряжения.
Структурные напряжения возникают вследствие появления метастабильных структур (мартенсита, троостита) и цементита в сварном шве и околошовной зоне.
Для устранения появления деформации присадочный материал надо подбирать таким образом, чтобы металл сварного шва был пластичным; следует избегать пересечения швов, замкнутых швов. Рекомендуется применять преимущественно стыковые швы, так как они являются менее жесткими. При сварке больших толщин и закаливающихся сталей следует применять предварительный подогрев. Швы следует накладывать в таком порядке, при котором деформации от предыдущего шва ликвидируются обратной деформацией после наложения последующего шва. Для устранения прогиба можно применять предварительный выгиб свариваемых изделий. Сварка деталей в закрепленном положении снижает остаточные деформации. Устранение внутренних напряжений в сварном шве производится нормализацией или отжигом.