{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

Проверка вашего продвижения Стальная модель

У моего учителя столярного дела была поговорка, которая сохранилась у меня со школы: «дважды отмерь, один отрежь». Всякий раз, когда я пытаюсь сделать проект своими руками, я всегда вспоминаю эту поговорку, и у меня есть поговорка для специалистов по работе с Advance Steel: «Проверяйте партии, один раз прогоняйте свои чертежи», не так быстро, но не менее важно.

Сколько раз вы запускали чертежи, чтобы обнаружить, что пластина не была приварена к сборке, элементы неправильно сварены вместе, отверстия за пределами объекта или, что еще хуже, стальные конструкции были отправлены на площадку, и произошло столкновение, которое не было выбрано вверх.

В Advance Steel есть множество инструментов проверки, которые можно использовать для устранения этих ошибок до того, как вы запустите чертежи или стальные конструкции попадут на место, и я дал краткий обзор каждого из инструментов ниже, недавно я провел веб-семинар который рассмотрел все различные методы проверки, запись этого вебинара можно найти здесь — Проверка вашей модели Advance Steel для устранения ошибок чертежа.

Проверка на коллизию — проверяет, сталкиваются ли два элемента физически, также включает зазоры для инструментов вокруг головок болтов и гаек, а также проверяет, достаточно ли места для установки болтов.Рекомендуется использовать 2D-каркас при проверке коллизий, поскольку система будет отображать коллизию красным цветом.

Техническая проверка стальных конструкций — этот инструмент используется реже, но может устранить множество ошибок, которые останутся незамеченными, пока вы не редактируете чертежи. Эта проверка выделяет конструктивные факторы, такие как болты, расположенные слишком близко к краю материала и т. Д. Я использовал ее, чтобы выделить любые отверстия, которые находятся за пределами объекта, или сварные швы, которые соединяются только с одним элементом.

Проверка модели — проверяет элементы модели, которые не имеют смысла для Advance Steel. Типичным примером является балка с отрицательной длиной, потому что обработка концов, такая как Shorten, длиннее самой балки.

Отметьте незакрепленные детали — этим будет отмечен любой незакрепленный элемент, то есть любой элемент, который не приварен или не прикручен к другому элементу.

Четкая маркировка и отображение объектов, подключенных в магазине — у вас может быть сценарий, в котором у вас есть заглушка с концевой пластиной, приваренной к главной балке, и если вы забыли приварить заглушку к главной балке, отметьте Проверка незакрепленных деталей не выделит заглушку, так как торцевая пластина, приваренная к заглушке, прикрепляет ее.Четкая маркировка и отображение объектов, подключенных в магазине, позволяет пользователю выбрать любой объект в модели, и он будет отмечать все, что прикреплено.

Информация о центре тяжести и общем весе — Вы можете использовать сварную сборку и вам необходимо знать центр тяжести, или у вас могут быть ограничения по весу из-за ограничений ручного управления. COG будет отображаться как точка AutoCAD в модели, вы должны сначала использовать команду «Очистить маркировку и отобразить объекты, подключенные в магазине», затем выбрать отмеченные объекты, прежде чем нажимать кнопку «Информация о центре тяжести и общем весе».

Информация о весе сборки — Это дает только информацию о массе сборки, вам не нужно ничего выделять или отмечать, просто нажмите кнопку и выберите любую часть сборки.

Средство четкой маркировки и отображения для подключения — мы все были в ситуации, когда мы открывали сборочный чертеж, и он показывает элементы, которые не должны быть соединены и нигде рядом друг с другом в модели. Этот инструмент выделит все сварные швы или заводские болты, соединяющие элементы.

Откройте для себя Graitec PowerPack для Advance Steel, который содержит ряд мощных оригинальных функций для структурных рабочих процессов. Если у вас есть вопросы, отправьте нам запрос прямо сейчас:

# TITLE # || КОБЕЛКО — КОБЕ СТАЛЬ, ООО. —

Справочные материалы по сварке

1-3. Виды сварочного обозначения

(1) Для сварных швов на противоположной или противоположной стороне стрелки

(2) Для сварных швов со стороны стрелки или ближней стороны

1-3-2.Примеры обозначений сварки

В начало страницы

балок из нержавеющей стали на заказ для моста Story в Брисбене

Специальные полированные балки со смещением от центра 316L

Завершение строительства, объявленное на 2013 год, дважды откладывалось.Эти задержки были вызваны несколькими факторами; например, вопросы наследия, касающиеся эстетики самого длинного консольного моста в Австралии, а также улучшения конструкции сетки для лучшего обзора.
Montanstahl участвовал в проекте по производству и поставке опор из нержавеющей стали. На начальном этапе они были спроектированы как полые секции с переменным сечением по длине опоры. Следующая доработка касалась балки с конической высотой (некоторые прототипы которой были изготовлены и отправлены в Австралию для оценки).
Балка со смещенной стенкой и постоянным поперечным сечением является окончательным выбором (80x80x6x6 мм). Было две разные длины подачи: 3,4 м и 4,5 м. Выбранный материал — нержавеющая сталь 316L. Поверхность должна быть отполирована до шероховатости макс. Ra 0,7 мкм для облегчения процесса электрополировки. Этот процесс улучшает дополнительную коррозионную стойкость материала.

Решение: Технология малой ударной лазерной сварки

Характеристики, необходимые для этих балок, подтолкнули нас к выбору технологии лазерной сварки с низким уровнем воздействия.В этой специальной технологии лазерной сварки используется специальный лазер, который обеспечивает пониженное тепловложение с небольшой деформацией и минимальным разбрызгиванием сварного шва.
Оба аспекта очень важны, поскольку перед лазерной сваркой пластины необходимо отполировать. Это позволяет значительно сэкономить и улучшить качество полировки по сравнению с последующей полировкой готовой секции.
Любая деформация прутка, приводящая к дополнительным процессам правки, может повлиять на поверхность, что неблагоприятно.
Кроме того, уменьшение разбрызгивания благодаря лазеру Low Impact очень важно, чтобы не повредить драгоценную поверхность, которая была образована ранее.
Кроме того, общие допуски на размеры довольно требовательны, так как зажим для фиксации затора будет подключен, и штанга должна точно соответствовать, если штанга будет слишком маленькой или слишком большой, она не будет соответствовать.

Своевременная доставка является обязательной

Из-за всех предыдущих задержек график был очень плотным.Однако оптимизированное и правильно организованное производство с определением списков приоритетов необходимой длины обеспечило бесперебойную работу всего производства.
Заказчик запросил выполнение следующих шагов на каждой единственной изготовленной опоре: осмотр
, измерение размеров с соответствующим протоколом, упаковка в воздушные подушки и, наконец, хранение в специальных деревянных ящиках.
Некоторые контейнеры покинули склад даже раньше согласованного графика.

Последний шаг в Австралии

Однажды в Австралии каждый столб был обработан для установки соединения фиксации сетки.Полюс был изогнут роликами до расчетного радиуса и, наконец, электрополирован, чтобы повысить коррозионно-стойкие свойства и, как следствие, увеличить срок службы.
Инсталляция никак не повлияла на эстетику стального консольного моста, внесенного в список культурного наследия, но предотвратит прыгающие смерти.

Новый подход к оптимизации ультразвукового контроля аустенитных сварных швов

На сегодняшний день ультразвуковой контроль аустенитных сплавов является предметом большой количество публикаций, описывающих довольно разные техники, но, к сожалению, часто замечал, что результаты, полученные от фактического применения данной техники, были не всегда так хорошо, как в упомянутых публикациях.Вот почему проблемы, связанные с выбором адекватной техники проверки для данного Конфигурация материала / сборки / искомого дефекта и его реальная эффективность пока не решены. Наконец, нет никаких сомнений в том, что в атомной отрасли был достигнут определенный прогресс, но перехода в другие промышленные сегменты (например, в нефтехимическую промышленность) не произошло.

Рис. 1. Чертеж образца толщиной 20 мм.

В рамках проекта, спонсируемого группой (10 партнеров — французские, немецкие и канадские) под руководством INSTITUT DE SOUDURE в сотрудничестве с IZFP — Sarbrücken, были изучены современные методы испытаний аустенитных сварных швов, чтобы определить влияние основного материала и типа процесса сварки на характеристики ультразвукового контроля. .

Для выполнения этой программы образцы из 316L, инконеля и дуплексной стали сваривали несколькими способами. В каждом образце были обработаны искусственные эталонные дефекты:

• Боковые просверленные отверстия параллельно оси сварного шва (диаметр = 3 мм)
• Пазы (глубина: от 1 мм до 3 мм)
На рис. 1 приведен чертеж образца толщиной 20 мм.

Было проведено сравнение нескольких методов: ручные ультразвуковые методы, фазированные решетки, Применяются EMAT, TOFD и различная обработка сигналов.Для обычного ультразвукового контроля было изучено влияние рабочих параметров: частоты, типа датчиков, распространение через зоны сварки.

Цель этой конференции — объяснить, как подготовить традиционный ультразвуковой контроль с учетом этих результатов:

• Выбор зондов, наиболее подходящих для базы данных из более чем 40 зондов, экспериментированных с эталонными блоками.
• Определение с помощью нового метода частоты, используемой для получения наилучшего отношения сигнал / шум.
• Проведение луча через зону сварки с использованием сфокусированных зондов вместо электродинамические зонды.

Цель базы данных — помочь оператору ультразвуковой диагностики выбрать лучший датчик для ручного тестирования в заданной конфигурации. Для этого на образцах были выполнены некоторые измерения с помощью набора зондов.

Для каждого образца, представленного на рисунке 1, и для каждого зонда были измерены следующие параметры:

• низкий и высокий ультразвуковой тракт в аустенитной стали, обеспечивающий наилучшие результаты
• низкий и высокий ультразвуковой путь в зоне сварки, для которых датчик подходит спектакль
• разрыв разницы в усилении Gd с датчиком WSY
• отношение сигнал / шум
• резерв усиления
• характеристики зонда.

Список основных зондов, протестированных для разработки базы данных, приводится здесь после:

• A: KRAUTKRAMER MSWQC SW
• B: KRAUTKRAMER MSWQC LW
• C: ПО KRAUTKRAMER MWB
• D: KRAUTKRAMER WSY LW
• E: Двухэлементный SW KRAUTKRAMER VS
• F1: Двойной элемент KARL DEUTSCH ASF55 SW
• F2: Двойной элемент KARL DEUTSCH ASF30 LW
• G1: Двойной элемент CHEN & LEHMANN R150 LW
• G2: CHEN & LEHMANN R100 / R75 LW
• H: SIEMENS SEL4 70 ° LW
• I: Двухэлементный композитный элемент KRAUTKRAMER 3XW LW
• J: KRAUTKRAMER прототип №1 композитный двойной элемент LW
• K: KRAUTKRAMER VSY OL
Эти датчики сравнивали с WSY компании KRAUTKRAMER, на которую ссылаются.

База данных хранит все полученные результаты. Эту базу данных следует использовать осторожно, потому что она не объединяет чувства оператора.

В таблице ниже приведен пример значений, полученных из базы данных с критериями:

• угол преломления 45 °
• глубина испытания менее 15 мм
• Сварка стали 316L вручную
• отношение сигнал / шум больше 18 дБ.

Зонды	Волны	Част.(МГц)	Углы (°)	Глубина (мм)	Сталь	Сварочный процесс	Усиление (дБ)	Затухание (дБ)	Сигнал / шум (дБ)
B	л	7,5	45	5	316L	111	40	-8	22
С	т	4	45	5	316L	111	26	-8	30
D	л	2	45	5	316L	111	46	-10	24
D	л	2	45	10	316L	111	46	-8	24
Я	л	2,25	45	10	316L	111	42	-8	28
К	л	2	45	5	316L	111	38	-4	22
К	л	2	45	10	316L	111	32	-4	24
Таблица 1:

В этом случае можно выбрать два датчика: KRAUTKRAMER MWB SW 4 МГц (C) и композитный сдвоенный элемент KRAUTKRAMER 3XW LW (I).

Для каждого образца из результатов, хранящихся в базе данных, можно выбрать датчики, которые лучше всего подходят для испытаний аустенитной стали. Однако выбор должен быть ограничен обратной связью контроллера.

После этих измерений было обнаружено, что поперечные волны, генерируемые композитными зондами, могут быть хорошим компромиссом при испытании нескольких типов аустенитных сварных швов.

Другим важным шагом для оптимизации ультразвукового контроля аустенитных сварных швов является выбор частоты датчика.Для этого полезно знать затухание в зависимости от частоты, когда ультразвуковой луч проходит через основной металл или зону сварки.

Для проведения частотного анализа была разработана специальная процедура измерения. развитый. Принцип этого анализа — измерение ультразвукового сигнала. амплитуда, передаваемая при отражении от задней стенки образца материала на заданной частоте, как показано на рисунке 2.

Рис. 2: Конфигурация, используемая для частотного анализа

Генератор настроен следующим образом:

• Пакетный режим
• Число чередований n _a : 5a Время между двумя пакетами: от 200 мкс до 1 мс
• Напряжение: максимальное
• Тип волны: синусоидальная.
Частота будет находиться в диапазоне от 1 МГц до 12 МГц.
Измерение передаваемого сигнала производится осциллографом или по пиковым значениям. амплитудный детектор осциллографа, если он есть. В этом случае длина окна измерения будет равна длине пакета.

Эталонная передаточная функция между 1 МГц и 11 МГц определяется на диске из нитрида кремния. Такая же функция измеряется на тестируемом материале. Затухание в материале в зависимости от частоты получается путем вычисления отношения между этими двумя функциями.
На рис. 3 в качестве примера приведены кривые, полученные на образце 316L с продольными волнами под углом 45 °.

Рис. 3. Кривые, полученные при продольных волнах под углом 45 ° на образце 316L

Мы видим, что затухание не изменяется равномерно с частотой. Минимумы соблюдены. Положение частоты и амплитуда этих минимумов зависит от состава стали, процесса сварки и особенно от положения вдоль сварного шва.Вариации амплитуды менее важны для минимумов в низкочастотной зоне (около 2 МГц).

Использование пробников с рабочими частотами около минимумов затухания, наблюдаемых в высокочастотной зоне, затруднительно. На самом деле, максимальное затухание может быть очень важным.

Для поперечных волн увеличение затухания в зависимости от частоты происходит более регулярно, чем для волн сжатия, но это очень важно. Это не слишком зависит от положения вдоль сварного шва.Чтобы использовать этот тип волны, рекомендуется работать на как можно более низкой частоте.

Чтобы получить большую уверенность в ультразвуковом контроле аустенитного шва, мы должны знать, какой будет форма ультразвукового луча, когда он пройдет через зону сварки. Для выполнения соответствующего рисования луча классической техникой является работа в режиме передачи с электродинамическим зондом в качестве приемника. Но этот метод относительно сложен и требует специального электронного инструмента.

Другой способ — использовать ультразвуковой датчик, пьезоэлектрический или ЭМАП, в качестве приемника. После сравнения двух методов мы выбрали зонд со сфокусированным лучом, такой как приемник, для рисования луча. Фактически, этот метод предлагает более высокое разрешение, чем технология EMAT, и, кроме того, уровень феррита в стали не влияет на него. В отличие от EMAT, невозможно разделить вклад поперечных волн в вклад продольных волн. Но в контексте этой программы два лепестка хранятся для двух разных пространственных положений и могут быть легко разделены.

Сварочный колпачок мешает прохождению через расплавленный металл, но большая часть луча еще может быть видна, и в целом интересные параметры были измерены.

Принцип этого анализа заключается в измерении амплитуды ультразвукового сигнала, передаваемого исследуемым зондом и проходящего через блок или образец, изготовленный из указанного материала. Этот анализ может быть выполнен при прохождении луча через основной металл или через зону сварки (рис. 4).

Рис. 4. Конфигурация, использованная для чертежа балки

Первым шагом процедуры является исследование максимума амплитуды путем перемещения датчика-приемника в плане сканирования (точка выхода ультразвукового луча и точка фокусировки датчика-приемника сливаются). Коэффициент усиления канала приемника регулируется для получения амплитуды 90% от полного экрана.

Исходная точка области сканирования фиксируется в координатах X и Y по отношению к этой позиции, например -30 мм по направлениям X и Y.Окна сбора данных настроены для выполнения измерения амплитуды сигнала в течение полного цикла.

Пример на рисунке 5 получен сварным швом. Также дается определение различных углов, измеренных при сканировании. В этом случае пучок продольных волн не сильно нарушается. Пример на рисунке 6 показывает случай сильно возмущенного луча.

Рис 5: Чертеж области сварного шва с пояснением балки

Рис. 6: Пример с сильно нарушенным лучом

Методы и инструменты, представленные в этой статье, могут помочь контроллеру подготовить испытание аустенитного сварного шва.Лучшим подходом должно быть:
• Выполнение частотного анализа для оптимизации компромиссного разрешения / затухания,
• Если инструменты существуют, выберите в базе данных датчик, дающий наилучшие результаты,
• Проведение балки через репрезентативный сварной образец, чтобы получить представление о искажение луча.

Во всех случаях оператор ультразвуковой диагностики не должен упускать из виду, что испытание сварных швов с аустенитной структурой уже требует особого подхода, а результат, полученный на образце, следует использовать с осторожностью.

Деформация сварного шва

Что такое сварная деформация?
Деформация сварного шва возникает в результате расширения и сжатия металла шва и прилегающего основного металла во время цикла нагрева и охлаждения процесса сварки. Выполнение всей сварки на одной стороне детали вызовет гораздо большую деформацию, чем при чередовании сварных швов с одной стороны на другую. Во время этого цикла нагрева и охлаждения многие факторы влияют на усадку металла и приводят к деформации, например, физические и механические свойства, которые изменяются при воздействии тепла.Например, по мере увеличения температуры области сварного шва предел текучести, эластичность и теплопроводность стального листа уменьшаются, а тепловое расширение и удельная теплоемкость увеличиваются (рис. 3-1). Эти изменения, в свою очередь, влияют на тепловой поток и равномерность распределения тепла.

Причины деформации
Чтобы понять, как и почему возникает деформация во время нагрева и охлаждения металла, рассмотрим стальной стержень, показанный на рис. 3-2. Поскольку стержень нагревается равномерно, он расширяется во всех направлениях, как показано на рис. 3-2 (a). Когда металл остывает до комнатной температуры, он равномерно сжимается до своих первоначальных размеров.

Но если стальной стержень удерживается — как в тисках — во время нагрева, как показано на рис. 3-2 (b), боковое расширение не может произойти. Но поскольку во время нагрева должно происходить объемное расширение, стержень расширяется в вертикальном направлении (по толщине) и становится толще.Когда деформированный стержень возвращается к комнатной температуре, он все равно будет сжиматься равномерно во всех направлениях, как показано на рис. 3-2 (c). Планка стала короче, но толще. Он был постоянно деформирован или искажен. (Для упрощения на рисунках показано, что это искажение проявляется только в толщине. Но на самом деле, длина изменяется аналогичным образом.)

В сварном шве эти же силы расширения и сжатия действуют на металл шва и основной металл. По мере того, как металл шва затвердевает и плавится с основным металлом, он максимально расширяется.При охлаждении он пытается сжаться до объема, который он обычно занимал бы при более низкой температуре, но этому препятствует соседний основной металл. Из-за этого внутри сварного шва и прилегающего основного металла возникают напряжения. В этот момент сварной шов растягивается (или деформируется) и истончается, таким образом подстраиваясь под требования к объему при более низкой температуре. Но только те напряжения, которые превышают предел текучести металла шва, снимаются этим деформированием. К тому времени, когда сварной шов достигнет комнатной температуры (при условии полного удержания основного металла, так что он не может двигаться), сварной шов будет содержать заблокированные растягивающие напряжения, примерно равные пределу текучести металла.Если ограничители (зажимы, удерживающие заготовку, или противодействующая сила усадки) снимаются, остаточные напряжения частично снимаются, поскольку они заставляют основной металл перемещаться, таким образом искажая сварную конструкцию.

Контроль усадки — что можно сделать для минимизации деформации
Чтобы предотвратить или минимизировать деформацию сварного шва, как при проектировании, так и во время сварки должны использоваться методы, позволяющие преодолеть влияние цикла нагрева и охлаждения. Усадку нельзя предотвратить, но можно контролировать.Для минимизации деформации, вызванной усадкой, можно использовать несколько способов:

1. Не допускать переваривания
Чем больше металла помещено в соединение, тем больше силы усадки. Правильный выбор размера сварного шва в соответствии с требованиями соединения не только сводит к минимуму деформацию, но также экономит металл и время сварного шва. Количество сварочного металла в угловом шве можно минимизировать за счет использования плоского или слегка выпуклого валика, а в стыковом соединении — за счет надлежащей подготовки кромок и подгонки. Избыток металла сварного шва в сильно выпуклом валике не увеличивает допустимую прочность при работе с кодом, но увеличивает силы усадки.

При сварке толстого листа (толщиной более 1 дюйма) снятие фаски или даже двойное снятие фаски может сэкономить значительное количество металла шва, что автоматически приводит к гораздо меньшим искажениям.

В общем, если деформация не является проблемой, выберите наиболее экономичный стык. Если деформация представляет собой проблему, выберите либо соединение, в котором сварочные напряжения уравновешивают друг друга, либо соединение, требующее наименьшего количества сварочного металла.

2. Используйте прерывистую сварку
Другой способ минимизировать металл сварного шва — использовать прерывистые, а не непрерывные сварные швы, где это возможно, как показано на рис.3-7 (в). Например, для прикрепления ребер жесткости к пластине прерывистые сварные швы могут уменьшить наплавленный металл на 75 процентов, но при этом обеспечить необходимую прочность.

3. Используйте как можно меньше сварочных проходов
Меньше проходов с большими электродами, рис.3-7 (d), предпочтительнее большего количества проходов с небольшими электродами, когда поперечная деформация может быть проблемой. Усадка, вызываемая каждым проходом, имеет тенденцию к накоплению, тем самым увеличивая общую усадку при использовании большого количества проходов.

4. Поместите сварные швы рядом с нейтральной осью.
Деформация сведена к минимуму за счет обеспечения меньшего рычага усадочных сил, вынуждающего пластины смещаться. Рисунок 3-7 (e) иллюстрирует это. Как конструкция сварного изделия, так и последовательность сварки могут быть эффективно использованы для контроля деформации.

5. Уравновешивайте сварные швы вокруг нейтральной оси
Эта практика, показанная на рис. 3-7 (f), компенсирует одну силу усадки с другой, чтобы эффективно минимизировать деформацию сварного изделия. Здесь также важны конструкция сборки и правильная последовательность сварки.

6. Используйте сварку с обратным шагом
В технике с обратным шагом общая последовательность сварки может быть, скажем, слева направо, но каждый сегмент валика наносится справа налево, как показано на рис. 3-7 (g). При размещении каждого сегмента борта нагретые края расширяются, что временно разделяет пластины в точке B. Но по мере того, как тепло перемещается через пластину к точке C, расширение вдоль внешних кромок CD снова сближает пластины. Это разделение наиболее заметно при укладке первой бусины.С последовательными валиками пластины расширяются все меньше и меньше из-за ограничений предыдущих сварных швов. Обратный шаг может быть эффективным не во всех случаях, и его нельзя экономично использовать при автоматической сварке.

7. Предвидеть силы усадки
Предварительная настройка деталей (на первый взгляд, я думал, что это относится к потолочному или вертикальному положению сварки, что не так) до того, как сварка может заставить усадку выполнить конструктивную работу .Несколько сборок, предварительно настроенных таким образом, показаны на рис. 3-7 (h). Требуемая величина предварительной усадки для выравнивания пластин может быть определена с помощью нескольких пробных сварных швов.

Предварительный изгиб, предварительная установка или предварительное сжатие свариваемых деталей, рис. 3-7 (i), является простым примером использования противодействующих механических сил для противодействия деформации из-за сварки. Верхняя часть сварной канавки, которая будет содержать основную часть сварочного металла, удлиняется при предварительной установке пластин. Таким образом, готовый сварной шов немного длиннее, чем если бы он был выполнен на плоской пластине.Когда зажимы отпускаются после сварки, пластины возвращаются к плоской форме, позволяя сварному шву снимать свои продольные усадочные напряжения за счет укорачивания до прямой линии. Эти два действия совпадают, и сварные пластины приобретают желаемую плоскостность.

Другой распространенной практикой для уравновешивания сил усадки является расположение идентичных сварных деталей вплотную друг к другу (рис. 3-7 (j)), плотно прижимая их друг к другу. Сварные швы на обоих узлах завершены, и им дают остыть перед отпусканием зажимов.Предварительную гибку можно комбинировать с этим методом, вставляя клинья в подходящие места между деталями перед зажимом.

В тяжелых сварных конструкциях, в частности, жесткость элементов и их расположение относительно друг друга могут обеспечивать необходимые уравновешивающие силы. Если эти естественные уравновешивающие силы отсутствуют, необходимо использовать другие средства для противодействия силам усадки в металле сварного шва. Это может быть достигнуто путем уравновешивания одной силы усадки с другой или путем создания противодействующей силы посредством крепления.Противодействующими силами могут быть: другие силы усадки; сдерживающие силы, создаваемые зажимами, зажимными приспособлениями или приспособлениями; сдерживающие силы, возникающие из-за расположения элементов в сборке; или сила прогиба элемента под действием силы тяжести.

8. Планирование последовательности сварки
Хорошо спланированная последовательность сварки включает размещение сварочного металла в разных точках сборки так, чтобы при усадке конструкции в одном месте она противодействовала усилиям усадки уже сделанных сварных швов.Примером этого является сварка поочередно с обеих сторон нейтральной оси при выполнении полного шва с проплавлением и канавкой в ​​стыковом соединении, как показано на рис. 3-7 (k). Другой пример, угловой сварной шов, состоит из прерывистых сварных швов в соответствии с последовательностями, показанными на рис. 3-7 (l). В этих примерах усадка в сварном шве № 1 уравновешивается усадкой в ​​сварном шве № 2.

Зажимы, зажимные приспособления и приспособления, которые фиксируют детали в желаемом положении и удерживают их до завершения сварки, вероятно, являются наиболее широко используемыми средствами контроля деформации в небольших сборках или компонентах. Ранее в этом разделе упоминалось, что сдерживающая сила, создаваемая зажимами, увеличивает внутренние напряжения в сварной конструкции до тех пор, пока не будет достигнут предел текучести металла сварного шва. Для типичных сварных швов на низкоуглеродистой пластине этот уровень напряжения составляет примерно 45 000 фунтов на квадратный дюйм.Можно ожидать, что это напряжение вызовет значительное движение или деформацию после снятия сварной детали с зажимного приспособления или зажимов. Однако этого не происходит, поскольку деформация (сжатие единицы) от этого напряжения очень мала по сравнению с величиной движения, которое могло бы возникнуть, если бы во время сварки не использовалось ограничение.

9. Устранение усилий усадки после сварки.
Упрочнение — это один из способов противодействовать силам усадки сварного валика при его охлаждении. По сути, наклепание валика растягивает его и делает его тоньше, тем самым снимая (за счет пластической деформации) напряжения, вызванные сжатием при охлаждении металла.Но использовать этот метод нужно с осторожностью. Например, корневой валик никогда не следует задирать из-за опасности скрыть трещину или вызвать ее. Как правило, наклеп не допускается на последнем проходе из-за возможности перекрытия трещины и затруднения контроля, а также из-за нежелательного эффекта наклепа. Таким образом, полезность этого метода ограничена, даже несмотря на то, что были случаи, когда межпроходное упрочнение оказывалось единственным решением проблемы деформации или растрескивания.Прежде чем использовать упрочнение в работе, необходимо получить инженерное разрешение.

Другой метод устранения сил усадки — это снятие термического напряжения — контролируемый нагрев сварного соединения до повышенной температуры с последующим контролируемым охлаждением. Иногда два идентичных сварных изделия зажимают вплотную друг к другу, сваривают, а затем снимают напряжение, удерживая их в этом прямом состоянии. Таким образом сводятся к минимуму остаточные напряжения, которые могут деформировать сварные детали.

10.Минимизация времени сварки
Поскольку во время сварки происходят сложные циклы нагрева и охлаждения, а также время, необходимое для передачи тепла, фактор времени влияет на искажение. В общем, желательно закончить сварку быстро, прежде чем большой объем окружающего металла нагреется и расширится. Таким образом, используемый процесс сварки, тип и размер электрода, сварочный ток и скорость перемещения влияют на степень усадки и деформации сварного изделия. Использование механизированного сварочного оборудования сокращает время сварки и количество металла, подверженного нагреву и, как следствие, деформации.Например, для нанесения сварного шва заданного размера на толстую пластину с помощью процесса, работающего при 175 А, 25 В и 3 дюйм / мин, требуется 87 500 джоулей энергии на погонный дюйм сварного шва (также известное как подвод тепла). Для сварного шва примерно такого же размера, полученного с помощью процесса, работающего при 310 А, 35 В и 8 дюйм / мин, требуется 81400 джоулей на погонный дюйм. Сварной шов, выполненный с более высоким тепловложением, обычно приводит к большей деформации. (примечание: я не хочу использовать слова «чрезмерно» и «больше, чем необходимо», потому что размер сварного шва, по сути, зависит от подводимого тепла.Как правило, размер углового сварного шва (в дюймах) равен квадратному корню из количества подводимой теплоты (кДж / дюйм), деленному на 500. Таким образом, эти два сварных шва, скорее всего, имеют разные размеры.

Другие методы контроля искажений

Приспособление с водяным охлаждением
Были разработаны различные методы контроля деформации на определенных сварных деталях. Например, при сварке листового металла приспособление с водяным охлаждением (рис. 3-33) полезно для отвода тепла от свариваемых компонентов.Медные трубки припаиваются или припаиваются к медным удерживающим зажимам, а вода циркулирует по трубам во время сварки. Сдерживание зажимов также помогает минимизировать искажения.

Strongback
«Strongback» — еще один полезный метод контроля деформации при стыковой сварке листов, как показано на рис.3-34 (а). Зажимы привариваются к краю одной пластины, а под зажимы вбиваются клинья для выравнивания кромок и удержания их во время сварки.

Термическое снятие напряжения
За исключением особых ситуаций, снятие напряжения путем нагрева не используется для исправления деформации. Однако бывают случаи, когда снятие напряжения необходимо, чтобы предотвратить дальнейшую деформацию до того, как сварка будет завершена.

Резюме: Контрольный список для минимизации искажений
Следуйте этому контрольному списку, чтобы минимизировать искажения при проектировании и изготовлении сварных конструкций:

Не допускайте чрезмерной сварки.
Control fitup
Используйте прерывистые сварные швы, где это возможно и в соответствии с требованиями проекта.
Используйте наименьший размер полки, допустимый при угловой сварке.
Для швов с разделкой кромок используйте соединения, которые минимизируют объем металла шва. Рассмотрите двусторонние соединения вместо односторонних.
Приваривайте попеременно с обеих сторон соединения, если это возможно, с помощью многопроходных сварных швов.
Используйте минимальное количество сварочных проходов.Обычно это означает высокую производительность наплавки и более высокую скорость перемещения.
Используйте сварочные позиционеры для достижения максимального количества сварки в плоском положении. Плоское положение позволяет использовать электроды большого диаметра и сварочные процедуры с высокой скоростью наплавки

Уравновесить сварные швы вокруг нейтральной оси элемента
Распределить сварочное тепло как можно более равномерно с помощью запланированной последовательности сварки и позиционирования сварного шва.