Способы предотвращения сварочных деформаций

Для предотвращения сварочных деформаций будем использовать сварочное приспособление, изделие должно остыть в зажатом состоянии при температурах от 50 до 150 °С.

Сварку швов вести в определенной последовательности.

Использовать прихватки.

При сварке деталей из термопластичных материалов под действием неравномерного нагрева основного материала и усадки материала шва, а также в результате структурных изменений в зоне термического влияния возникают внутренние напряжения, вызывающие: продольные и поперечные деформации (изменяются длина и ширина элементов); искривление, выпучивание и скручивание элементов, трещины в материале шва; в отдельных случаях снижение прочности изделия.

В результате нарушения технологии сварки изделие может деформироваться и покоробиться, что не допускается технологическими условиями. Напряжения, возникающие в процессе сварки, в некоторых случаях приводят к трудно выявляемому трещинообразованию, приводящему к снижению надежности сварной конструкции. Изучение причин возникновения сварочных напряжений и деформаций и разработка методики их расчета — трудная задача в сварочной технике. Нет достаточно надежных и простых методов расчета напряжений и деформаций в свариваемой конструкции в зависимости от метода и режима сварки и других технологических факторов.

Мероприятия по борьбе с деформациями и короблениями, осуществляемые на производстве, подразделяют на конструктивные и технологические. Первые включают вопросы рациональной конструкции изделия. Конструктор, проектирующий новую конструкцию из термопластического материала, должен учитывать не только рациональность его формы и удобство эксплуатации, но и технологию изготовления и возможность сварки без коробления.

При этом основными мероприятиями являются:

- уменьшение числа сварных соединений и швов;

- обеспечение симметричного расположения швов для создания при сварке уравновешенных деформаций;

- применение сборочно-сварочных приспособлений;

- размещение швов вне зон максимальных напряжений.

К технологическим мероприятиям относятся:

- предотвращение обратных деформаций перед сваркой;

- разработка рациональной технологии сварки.

Мероприятия по уменьшению коробления могут оказывать разное воздействие на величину внутренних напряжений, например, жесткое закрепление деталей уменьшает коробление, но увеличивает внутренние напряжения и т. д. При осуществлении того или иного мероприятия необходимо учитывать конфигурацию изделия, механические и пластические свойства свариваемого материала, возможность возникновения трещин.

Обратные и остаточные деформации

Для предотвращения обратных деформаций необходимо опытным путем определить величину и направление ожидаемых деформаций, вызываемых сваркой данного изделия, затем свариваемые элементы или собранную конструкцию до сварки изгибают в сторону, противоположную наибольшим напряжениям усадки.

Обратный изгиб свариваемых элементов выполняют без приложения дополнительного усилия или с усилием в пределах упругих деформаций. Техника выполнения этих изгибов различна. Чаще применяют упругий изгиб в жестких сборочно-сварочных зажимных приспособлениях различных конструкций, в которых свариваемое изделие находится до окончания процесса сварки и полного охлаждения.

Описываемый способ предотвращения обратных деформаций нашел широкое распространение.

Жесткое закрепление снижает остаточные деформации и уменьшает коробление свариваемых деталей. Полностью ликвидировать деформации нельзя, так как образующиеся при сварке в сварном соединении пластические и упругие деформации обнаруживаются после снятия закреплений. Как правило, эти деформации значительно меньше, чем деформации при сварке элементов конструкций, свободных от закрепления. Жесткое закрепление можно применять при сварке любого термопластического материала, а также листов с V-образной разделкой кромок во избежание их вспучивания.

Для предотвращения вспучивания и расхождения состыкованных кромок листов применяют прижимы, находящиеся в непосредственной близости (10—20 мм) от сварного шва.