Непрерывно возрастающие требования к качеству сварных конструкций обуславливают необходимость тщательной проработки конструктивных и технологических решений с целью обеспечения проектных размеров готового изделия и предупредить возможные деформации.
Последнее очень важно для осуществления на практике технологии изготовления узлов сварных конструкций с соблюдением заданного допуска по геометрическим размерам, что позволит в определенной степени отказаться от традиционных припусков на усадку при сварке и от необходимости правки деформированных элементов.
К наиболее ответственным моментам такой проработки на стадии проектирования технологии является возможность прогнозирования ожидаемых общих деформаций конкретного сварного узла в зависимости от выбранных вариантов сборки и сварки.
Существующие расчетные методы прогнозирования деформаций, основанные на теории термопластичности, не позволяют оперативно получать численные оценки применительно к сложным и крупным конструкциям с большим количеством сварных швов.
Известные алгоритмы решения данных вопросов в программном обеспечении предусматривают четкое задание исходных параметров и условий, что требует глубокого понимания процессов формирования локальных пластических деформаций, связанных со сварочным нагревом.
В то же время корректность и достоверность полученных результатов напрямую зависит от опыта и квалификации технолога-сварщика.
Определенные сложности вызывает проектирование сварных обечаек, стенка которых представляет собой цилиндрическую оболочку с действующими в процессе эксплуатации кольцевыми напряжениями растяжения σк (рис.1).
В ходе проектирования практически невозможно предвидеть угловые деформации кромок полотнищ, которые возникают в процессе заводского изготовления при вальцовке отдельных листов обечаек и монтаже вертикальных сварных стыков.
Отклонение от проектного положения приводит к появлению в этих зонах дополнительных местных изгибающих напряжений, которые в процессе эксплуатации способствуют возникновению в точке А циклических упруго-пластических деформаций и провоцируют зарождение и развитие усталостных трещин.
Как правило, трещины зарождаются по зоне сплавления металла шва с основным металлом со стороны растянутых волокон (рис.2) и распространяются как по зоне сплавления, так и по сварному шву.
Допустимая величина стрелы прогиба уменьшается по мере повышения предела текучести материала, вследствие высокой чувствительности высокопрочных сталей к различным концентраторам напряжений.
Поэтому при проектировании технологии производства сварных обечаек, особенно из высокопрочных сталей, важно предусмотреть меры по предварительному деформированию участков полотнищ в зонах будущих стыков с помощью специальных формирующих приспособлений до достижения ими проектного положения.
При проектировании металлоконструкций и перед запуском их в производство WTC проанализирует технологичность конструкции и создаст оптимальную технологию сборочно-сварочных работ. Связаться с нами в разделе контакты.
