103. Технология и оборудование для изготовления обечаек точных размеров.

Для уменьшения деформаций применяют обратные деформации (обратный выгиб) свариваемого изделия. Обратные деформации создают искусственным путем, т. е. перед сваркой изделие деформируют (выгибают) в направлении, противоположном направлению деформации при сварке.

При проектировании элементов сборочно-сварочной оснастки величину обратной деформации принимают равной половине величины деформаций, возникших при сварке изделия в свободном (незакрепленном) состоянии. Угловые деформации устраняют либо наклонным расположением свариваемых листов, либо отгибом кромок.

Существенное влияние на величину сварочных деформаций оказывает процесс сборки изделия. Принудительная подгонка деталей при сборке недопустима. Начальные напряжения в собранных деталях, вызываемые принудительной подгонкой их при сборке, снижают эффективность средств борьбы с деформациями.

Сварка кольцевых швов на трубопроводах сопровождается возникновением упругопластических деформаций в зоне сварного шва, что неблагоприятно отражается на протекании сварочного процесса. Поэтому для поджатия изделий в станке (кантователе) нельзя применять обычные жесткие вращающиеся центра. Поджимные вращающиеся центра для сварочных работ должны иметь плавающее (упругое) исполнение с регулируемым усилием поджима. Конструкция этих центров не препятствует свободной деформации изделий при их нагреве и охлаждении, обеспечивая надежное их закрепление, и снижает остаточные упругопластические деформации в зоне нагрева. Такими свойствами обладает, например, поджимной вращающийся центр.

Даже незначительное отклонение от геометрии стыкуемых кромок при сварке оболочек вызывает заметное снижение прочности. Иногда для одинаковых сварных швов в оболочках из различных материалов требуются совершенно различные способы устранения деформаций и перемещений. Например, при сварке на подкладном кольце круговых швов сферических тонких оболочек может произойти либо сокращение длины зоны сварного шва - для стальных и титановых оболочек, либо удлинение этой зоны - для оболочек из алюминиевых сплавов.

Некоторое снижение деформаций происходит при сварке с наружными бандажами, которые оказывают удерживающее механическое воздействие на кромки, а также способствуют теплоотводу от мест сварки. Необходимость иметь доступ к сварным швам вынуждает располагать бандажи (наружные) на расстоянии не менее 30 мм от кромок, в результате чего частично предотвращается перемещение кромок.

Эффективным способом предотвращения перемещений при сварке кольцевых швов является прижим кромок к подкладному кольцу роликом, перекатывающимся по поверхности стыка перед сварочной дугой.. Прижим осуществляется двойным роликом диаметром 30 мм с точкой прижима на расстоянии 30…35 мм от электрода. Давление на ролик создается пружинным механизмом, установленным на консольном автомате. Приспособление устанавливают вдоль консоли автомата, нагрузка передается только по плоскости ее продольной оси.

104. Подвижный линейный источник теплоты в бесконечной пластине. Термический цикл сварки.

Бесконечная пластина представляет собой тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями z=0 и z=. При использовании этой схемы всегда предполагают, что температура по толщине листа равномерна, а теплота может распростра­няться только в плоскости с координатными осями х и у.

Мгновенный линейный источник теплоты. Представляет собой комбинацию мгновенных точечных источников, действующих одновременно и расположенных по линии. Распределение q по линии действия ряда мгновенных точечных источников может выражаться различными функциями. Равномерное распределение q по линии (рис. 7, а) означает действие мгновенного линейного источника. В случае распределения q по нормальному закону (рис. 7, б) имеем нормально-линейный мгновенный источник.

Температурное поле в пластине, от мгновенного линейного источника при отсутствии теплоотдачи получается путем интегрирования температурных полей от мгновенных точечных источников

.

После преобразований и замены q₁ = q/z находим

, где - плоский радиус-вектор (расстояние от рассматриваемой точки до мгновенного источника теплоты); t – время отсчитываемое от момента начала действия мгновенного источника.

Температурное поле симметрично относительно оси z. Теплота распространяется относительно оси z равномерно в плоскости хОу.

Термический цикл сварки резко отличается от простого термического цикла обычной термической обработки. Термический цикл сварки характеризуется: 1) быстрым нагревом металла до температуры плавления (для точек, лежащих у линии сплавления); 2) малой продолжительностью нагрева до высоких температур;

3) быстрым охлаждением металла от высоких температур с уменьшением скорости охлаждения по мере падения температуры;

4) уменьшением максимальной температуры нагрева по мере удаления от оси шва.