Напряжения и деформации при сварке

В процессе сварки в сварных конструкциях возникают внутренние силы, называемые напряжениями, которые могут вызвать изменения формы и размеров конструкции  (деформацию) и образование трещин в шве и прилегающем к нему основном металле. Величина и характер деформаций зависят от ряда факторов, причем большое  значение имеют жесткость конструкции, толщина и свойства основного металла, режим сварки, последовательность наложения швов, форма свариваемых деталей и др.

Основной причиной возникновения напряжений и деформаций является неравномерный нагрев металла, вызванный воздействием источника теплоты (сварочной дуги), они  возникают также в результате расширения и сжатия металла при его нагреве и охлаждении.

После проведения работ газовой сваркой и резкой, расширению и сжатию нагретого металла препятствует окружающий холодный металл.

Возникающие при сварке напряжения могут быть временными и действовать только в определенный момент сварки, например в процессе изменения температуры.  Напряжения, сохранившиеся после окончания сварки конструкции и ее охлаждения, называют остаточными сварочными напряжениями.

По характеру действия напряжения разделяются на растягивающие и сжимающие. Очень опасны значительные растягивающие напряжения, которые при неблагоприятных  условиях могут вызвать образование трещин и даже разрушение сварной конструкции.

Деформации разделяют на временные, возникающие только в процессе сварки конструкции, и остаточные, остающиеся после завершения сварки и охлаждения  конструкции.

Изменение размеров и формы сварной конструкции в ряде случаев снижает ее работоспособность и ухудшает внешний вид. При разработке технологии дуговой сварки  следует учитывать необходимость снижения остаточных деформаций до размеров, при которых обеспечиваются работоспособность и размеры конструкции.

Возможна также термическая правка путем нагрева отдельных участков конструкции, например, газокислородным пламенем. Температуру нагрева деформируемого  участка при термической правке регламентирует нормативная документация. Нагретый участок стремится расшириться, а окружающий его холодный металл ограничивает  этот процесс, в результате чего возникают пластические деформации. После охлаждения размеры нагретого участка уменьшаются, что приводит к уменьшению или  полному устранению деформации.