Применение взрыва в сварочной технике

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Применение взрыва в сварочной технике

Большинство исследователей считают, что растрескивание в растворах щелочей вызвано электрохимической коррозией при одновременном действии напряжений растяжения
...
Поскольку вероятность растрескивания сварных соединений будет тем ниже, чем меньше интенсивность и неоднородность распределения микронапряжений // рода [362, 386], применение указанных мероприятий должно быть направлено как на торможение локальных очагов разрушения, так и на предотвращение развития макро-трещин в поле напряжений / рода
...
Статистика свидетельствует о том, что примерно 80 % разрушений сварных конструкций происходит в зимний период, а 30 % общего числа аварий наблюдается после первого цикла нагружения во вре-
...
В этих случаях хрупкое разрушение может быть обусловлено, в частности, местным охлаждением (а следовательно, охрупчиваннем) металла трубы в районе сквозного дефекта сварки при дросселировании через него сжатого газа [399]
...
В этих случаях хрупкое разрушение может быть обусловлено, в частности, местным охлаждением (а следовательно, охрупчиваннем) металла трубы в районе сквозного дефекта сварки при дросселировании через него сжатого газа [399]
...
При испытании на растяжение крупномасштабных плоских образцов из низкоуглеродистой и низколегированной стали с концентраторами напряжений (в виде естественных трещин или острых надрезов в зависимости от характера разрушения и номинальных разрушающих напряжений) наблюдаются, по Г
...
Область А вязких разрушений, в которой возникновению и развитию волокнистой (вязкой) трешины предшествует интенсивная пластическая деформация, вызывающая упрочнение и ужесточение напряженного состояния, а следовательно, разрушение при о£ ог
...
Область С — область перехода от смешанного разрушения к квазихрупкому; по мере понижения температуры вязкая доля излома быстро уменьшается и излом становится полностью кристаллическим
...
Наконец, за областью С находится область нижних переходных температур, в которой вслед за дальнейшим уменьшением пластичности начинается резкое снижение номинальной прочности
...
Температура, характеризующая возникновение хрупкого состояния и определяемая по условию о£ от, носит название второй или нижней критической температуры
...
Разработано несколько видов испытаний, позволяющих моделировать на образцах условия образования хрупких трещин прн невысоком уровне приложенных напряжений
...
Прн достаточном запасе накопленной в металле потенциальной энергии образование сравнительно короткой хрупкой трещины может привести к полному разрушению конструкции
...
Установлено, что на вероятность хрупкого разрушения сварных конструкций существенное влияние оказывают изменения структуры н фнзико-механического состояния металла в зоне сварного соединения, обусловленные термодеформацнон-ным циклом сварки
...
Значительную роль в инициировании хрупких разрушений сварных соединений играет местное охрупчиванне, которое происходит вблизи дефектов, расположенных в зоне термодеформацни
...
Многолетний опыт показывает, что даже широко применяемые современные неразрушающне методы контроля (рентгенография, радиография, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия и др
...
Практические методы оценки склонности к хрупкому разрушению материалов н сварных соединений с учетом «готового» дефекта сводятся к установлению его критических размеров прн минимальной температуре, которые в условиях эксплуатации конструкции обеспечивают достаточно высокое сопротивление хрупкому разрушению
...
Однако в сварном соединении эта зависимость может нарушаться в результате активного влияния таких факторов, как остаточные напряжения и деформации, а также структурные изменения, вследствие чего при понижении температуры онн в значительно большей степени подвержены хрупким разрушениям, чем основной металл
...
Верхние н нижние переходные температуры для сварных соединений значительно выше, чем для основного металла того же химического состава и такой же прочности
...
Наблюдения показывают, что подавляющее большинство хрупких разрушений сварных конструкций возникает от сварочных дефектов нлн трещин усталости вблизи конструктивных концент-
...
Разработано несколько видов испытаний, позволяющих моделировать на образцах условия образования хрупких трещин прн невысоком уровне приложенных напряжений
...
Прн достаточном запасе накопленной в металле потенциальной энергии образование сравнительно короткой хрупкой трещины может привести к полному разрушению конструкции
...
Результаты испытаний на растяже-ние сварных образцов с надрезом после механического снятия остаточных напряжений: / — критическое напряжение для образцов в исходном состоянии, 2— критическая температура, 3 — разрушающее напряжение в отсутствие остаточных напряжений [377]раторов напряжений на участках с высокими остаточными напряжениями растяжения
...
Видно, что разрушающие напряжения при низких температурах почти равны или несколько выше напряжений при предварительном растяжении, от которых зависит уровень остаточных напряжений
...
В наибольшей степени на хрупкой прочности сварных соединений остаточные напряжения сказываются в области температур, соответствующих переходу от квазихрупкого разрушения к хрупкому и ниже
...
Копельман показал [403], что ориентированные поперек острого надреза остаточные напряжения резко повышают (если они растягивающие) критическую переходную температуру
...
Результаты испытаний на растяже-ние сварных образцов с надрезом после механического снятия остаточных напряжений: / — критическое напряжение для образцов в исходном состоянии, 2— критическая температура, 3 — разрушающее напряжение в отсутствие остаточных напряжений [377]раторов напряжений на участках с высокими остаточными напряжениями растяжения
...
Видно, что разрушающие напряжения при низких температурах почти равны или несколько выше напряжений при предварительном растяжении, от которых зависит уровень остаточных напряжений
...
Тетельман [406] исследовали возможность остановки трещины с помощью зон напряжений сжатия, создававшихся индентором и действующих по нормали к плоскости листа
...
При экспериментальном изучении|__Jособенностей распространения трещин всварных пластинах отмечены их остановки и ветвления в зонах действия остаточных напряжений сжатия, причем скорость распространения трещины уменьшается примерно на два порядка
...
В пластинах посередине короткой стороны был изготовлен надрез, а путем заварки клиновидных разрезов по краям пластины в ней на пути распространения трещины создавалось поле остаточных напряжений, показанное кривой / на рис
...
Высокие скорости разрушения имеют место вблизи края пластины, где действовали высокие растягивающие остаточные напряжения, тогда как в центральной части образцов (в области остаточных напряжений сжатия) они были значительно меньше
...
Достигается это путем регулирования интенсивности тепловложения, искусственным охлаждением, уменьшением количества и размеров швов, растяжением металла в процессе сварки и т
...
Приемы, основанные на этом принципе, предполагают создание в металле либо в процессе сварки, либо после нее пластической деформации, уменьшающей пластические деформации укорочения
...
Наиболее распространен термический способ снятия остаточных напряжений — общий высокий отпуск, осуществляемый с применением, главным образом, стационарного, а для крупных конструкций — уникального термического оборудования
...
Снижение остаточных напряжений при термообработке обусловлено процессами релаксационного типа, когда уменьшение напряжений связано с трансформацией упругих деформаций в пластические
...
Многочисленными исследованиями установлено, что снижение остаточных напряжений в сварных соединениях, например, низкоуглеродистых сталей происходит при нагреве до температуры 600
...
Вместе с тем высокий отпуск зачастую приводит к снижению механических свойств металла шва и зоны термического влияния, вследствие чего нарушается равнопрочность сварного соединения
...
Такой способ малопроизводителен, сопряжен с применением дорогостоящего оборудования, с опасностью потери устойчивости тонкостенных конструкций, необходимостью удаления окалины и пр
...
Перераспределение этих напряжений достигается путем нагрева движущимися источниками тепла (например газовыми горелками) околошовных участков основного металла и их последующего охлаждения
...
Нагретые зоны, стремясь удлиниться за счет упругого теплового расширения, растягивают сварной шов и создают в нем пластические деформации удлинения, в результате чего и происходит разгрузка шва от остаточных напряжений
...
Метод имеет два основных недостатка: необходимость нагревательных и регулирующих устройств для точного поддержания температуры (~200 °С для низкоуглеродистой стали) и невозможность его применения на конструкционных материалах толще 25 мм ввиду недостаточной граднентности нагрева участков ОШЗ
...
Основное достоинство указанных методов — это возможность не только снятия пиков растягивающих остаточных напряжений, но и наведения преимущественно в поверхностных слоях металла остаточных напряжений сжатия
...
Высокой эффективностью отличается и процесс так называемого высокоскоростного деформирования, при котором дополнительным действующим фактором служит разогрев металла в зоне обработки
...
Прокаткой роликами можно добиться еще большего эффекта — остаточные напряжения могут стать сжимающими, а предел прочности соединения повышается до уровня прочности основного металла
...
Переменные напряжения в сварных конструкциях создаются с помощью механических вибраторов на резонансных или близких к ним частотах в течение определенного промежутка времени, зависящего от массы, жесткости и материала изделия, вида сварных соединений и т
...
Вибрационный метод снятия остаточных напряжений обладает существенными преимуществами, к которым следует отнести простоту, производительность, возможность применения на конструкциях сложной геометрии, одновременное воздействие на несколько сварных швов и т
...
Отмечается, ЧТО одним из эффектов виброобработки является заметное (иногда до 2 раз) снижение предела текучести, вызванное известным явлением виброползучести [411], чем, возможно, и объясняется наблюдаемое снижение остаточных напряжений при циклических напряжениях, значительно меньших предела текучести
...
В других исследованиях, напротив, утверждается, что эффект виброползучести пренебрежимо мал и для снижения остаточных напряжений необходимо, чтобы деформации от внешней нагрузки были соизмеримы с остаточными упругими деформациями
...
По данным работы [414], применение ультразвуковой ударной обработки многобойковым инструментом позволяет эффективно снижать остаточные напряжения в сварных соединениях до ~70 % за счет суммарного воздействия поверхностного наклепа и образования дополнительных дислокаций, инициирующих деформацию в зонах высоких исходных остаточных напряжений
...
Существует большой класс практических задач, которые нельзя решить путем использования имеющегося арсенала средств снятия этих напряжений в сварных соединениях конструкций, в особенности при необходимости выполнения большого объема работ в производственных условиях
...
Отсюда следует необходимость как усовершенствования существующих, так и поиска принципиально новых способов послес вар очной обработки сварных соединений в целях снятия остаточных напряжений, а также упрочнения, стабилизации геометрии, изменения структурного состояния н т
...
Фирма «Grumman Aircraft Engineering» осуществила взрывное упрочнение сварных швов с целью обеспечения равнопрочности их с основным металлом, в том числе сварных швов крупногабаритных листов-заготовок титановых оболочек, используемых в космической технике и др
...
Обработка взрывом соединений проводилась по нескольким схемам с целью выбора наиболее оптимальной с точки зрения повышения устойчивости соединений к растрескиванию в кипящих растворах нитратов [378, 416]
...
Остаточные напряжения измерялись тензорезисторами или механическим индикаторным деформометром (база 100 мм) при разрезке пластин на продольные полоски шириной 20 мм
...
В дальнейшем опубликован еще ряд работ сотрудников института, в которых была подтверждена высокая эффективность применения энергии взрыва для наклепа и создания полей остаточных напряжений сжатия в местах геометрических концентраторов напряжений в целях повышения выносливости сварных соединений низкоуглеродистых и низколегированных сталей
...
В дальнейшем опубликован еще ряд работ сотрудников института, в которых была подтверждена высокая эффективность применения энергии взрыва для наклепа и создания полей остаточных напряжений сжатия в местах геометрических концентраторов напряжений в целях повышения выносливости сварных соединений низкоуглеродистых и низколегированных сталей
...
Разрушения в виде усталостных трещин возникали у линии сплавления шва с основным металлом у образцов с поперечными планками и у образцов с фланговыми швами — по концам этих швов
...
Установлено, что такая обработка не сказывается отрицательно на сопротивляемости соединений возникновению и распространению хрупких трещин, а в ряде случаев приводит к повышению этих характеристик, чего не наблюдается при применении других видов по-слесварочной обработки
...
Он, в частности, установил, что повторная обработка взрывом образцов, подвергнутых усталостным испытаниям в течение определенной доли ожидаемой долговечности (менее 65 %), позволяет существенно увеличить их общую долговечность
...
Многократная обработка сварных образцов, чередующаяся с усталостными испытаниями в течение -50 % циклов, соответствующих их номинальной долговечности, дает еще больший эффект, а именно, суммарная долговечность увеличивается в ~2 раза по сравнению с однократно упрочненными образцами и в ~5 раз по сравнению с образцами в исходном состоянии
...
Установлено, что такая обработка не сказывается отрицательно на сопротивляемости соединений возникновению и распространению хрупких трещин, а в ряде случаев приводит к повышению этих характеристик, чего не наблюдается при применении других видов по-слесварочной обработки
...
Он, в частности, установил, что повторная обработка взрывом образцов, подвергнутых усталостным испытаниям в течение определенной доли ожидаемой долговечности (менее 65 %), позволяет существенно увеличить их общую долговечность
...
Многократная обработка сварных образцов, чередующаяся с усталостными испытаниями в течение -50 % циклов, соответствующих их номинальной долговечности, дает еще больший эффект, а именно, суммарная долговечность увеличивается в ~2 раза по сравнению с однократно упрочненными образцами и в ~5 раз по сравнению с образцами в исходном состоянии
...
Схемы обработки взрывом сварных соединений алюминиевых сплавов [422]В работе [421] исследовано влияние обработки взрывом сварных соединений, проводимой для повышения выносливости, на сопротивляемость зарождению и развитию трещин хрупкого разрушения при пониженных значениях температуры
...
Установлено, что такая обработка не сказывается отрицательно на сопротивляемости соединений возникновению и распространению хрупких трещин, а иногда приводит к ее повышению, чего не наблюдается при применении других видов поел ее варочной обработки
...
Нагружение производилось либо накладными зарядами в виде детонирующего шнура, либо ударом стальной пластины толщиной 1,5 и шириной 20 мм, метавшейся таким же шнуром
...
Для простоты рассуждений сделаем оправданное для большинства низкоуглеродистых и низколегированных сталей допущение о том, что поведение материала сварного элемента в пределах плошадки текучести может быть представлено моделью идеал ьно-упру-гопластического тела, имеющего инвариантные диаграммы растяжения и сжатия в виде:Распределение вдоль оси г напряжений ст и деформаций гх_ (* = 1, 2)аппроксимируем эпюрой, представленной на рис
...
Идеализированная эпюра продольных остаточных напряжений в сварной пластине со стыковым швом (о) и совмещенная диаграмма деформирования для случая приложения внешней растягивающей нагрузки (6)Введем следующие обозначения (см
...
Подразумевается, что сварной шов и основной металл имеют одинаковые механические свойства, а условие совместности упругих остаточных деформаций можно записать в виде£, + е2 = £
...
Идеализированная эпюра продольных остаточных напряжений в сварной пластине со стыковым швом (о) и совмещенная диаграмма деформирования для случая приложения внешней растягивающей нагрузки (6)Введем следующие обозначения (см
...
Подразумевается, что сварной шов и основной металл имеют одинаковые механические свойства, а условие совместности упругих остаточных деформаций можно записать в виде£, + е2 = £
...
В работах [428, 437] показано, что непосредственными измерениями могут быть определены приращения деформаций тех зон сварного элемента, знак остаточных деформаций которых противоположен знаку деформаций, вызываемых внешней нагрузкой, поскольку они в процессе нагружения и разгрузки находятся в упругой области
...
В работах [428, 437] показано, что непосредственными измерениями могут быть определены приращения деформаций тех зон сварного элемента, знак остаточных деформаций которых противоположен знаку деформаций, вызываемых внешней нагрузкой, поскольку они в процессе нагружения и разгрузки находятся в упругой области
...
Датчики оставляли на образцах (в том числе и на центральном стержне) во время нагружения и разгрузки для измерения нагрузочных и результирующих остаточных деформаций
...
Пластины нагружали сжатием вдоль оси шва ударом по периферийным частям торцов на вертикальном копре со свободно падающим грузом, подобном описанному в работе [140], при максимальной энергии груза около 6 Дж
...
В действительности же тензо-датчик фиксирует приращение деформации среднего стержня, содержащеепластическую составляющую е* , которая в зависимости от степени охвата базы тензодатчика пластическим течением может изменяться в весьма широких пределах [424, 425]где /— размер пластически деформированной зоны сварного элемента в направлении приложения нагрузки; 4 — база тензометра
...

Проектирование технологии пайки металлических изделий: Справочник
Сварка шин
Металловедение сварки алюминия и его сплавов
Применение взрыва в сварочной технике
Поверхностные явления при сварке металлов
Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов
Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Применение взрыва в сварочной технике