Как обеспечить точность изготовления сварочных конструкций

28 сентября 2017
Категории: Напряжения и деформации

Очень часто размеры сварочных конструкций не соответствуют проектным, виной чему являются сварочные напряжения и деформации. Для ограничения влияния деформаций и напряжений на сварочную конструкцию применяют методы регулирования теплового состояния, активные нагрузки деталей при сварке и компенсацию деформаций.

деформированные детали

Рис 1. Пример деформированных изделий

Регулирование теплового состояния металла

Тепловое состояние металла сварочного соединения регулируют такими способами:

  • используют сварку методами с более концентрированными тепловыделением (сравнение зоны нагревания металла разными видами сварки);
  • уменьшают количеств наплавленного металла и сечение сварочных швов;
  • уменьшают разницу между температурами разных частей детали путем их предварительного и сопровождающего подогрева;
  • регулируют температуру с помощью термоотводящих прокладок, специальных паст или охлаждают зону сварки водой и воздухом.

Активная нагрузка деталей и компенсация деформаций

Для придания конструкции необходимых форм и размеров применяют растягивание деталей во время сварки, вибрационную обработку или проковку швов. Это считается методами активного нагружения деталей. Лучший эффект дает метод предупреждения деформации при помощи их компенсации. Для этого используют такие методы:

Обратно ступенчатый порядок наложения швов

Рис 2. Обратно ступенчатый порядок наложения швов

  • длинные швы ручным дуговым методом свариваю в обратно ступенчатом порядке, а полуавтоматическую сварку «на проход»;
  • сварку толстостенных швов многопроходным методом выполняют так, чтобы каждый проход был в противоположном направлению предыдущему;
  • листы металла сваривают сначала поперечными швами, а потом между собой;
  • у двутавровых балок сваривают сначала стыковые соединения стенок, а после этого поясные швы;
  • симметрически расположенные многопроходные швы сваривают методом уравновешивания деформаций;
  • необходимо перед изготовлением конструкции предвидеть правильный порядок выполнения сборочно-сварочных операций.

При изготовлении сварочных конструкций следует пользоваться правилом:

Деформации должны быть равными по величине и обратными по направлению сварки.

Другие методы исправления деформаций

Появляющиеся после сварки деформации которых не удалось избежать можно выравнивать по холодному металлу (механическим воздействием), тепловым  безударным методом или комбинированными методами.

Выпрямление деталей по холодному металлу выполняют с целью растягивания волокон зоны сварки. Для этого выпрямляют детали под прессом, грузом, прокатывают роликами, у вальцах и т. д.

Тепловыми безударными методами выпрямляют детали для сокращения волокон основного металлу и тем самым компенсируют сокращения сварочных соединений. Нагревают поверхность металла полосками или треугольникам, без расплавления поверхности газовыми горелками или током высокой частоты.

Комбинированный метод предусматривает использование нагревание деталей с использованием механического воздействия. Такой метод компенсирует сокращения волокон сварочного соединения укорачиванием основной металл. Для механического воздействия используют скобы, стяжки, домкраты, удары кувалды.