Как уменьшить остаточное сварочное напряжение?

Сварочное напряжение является важным фактором, вызывающим появление различных сварочных трещин в сварных соединениях, а остаточные напряжения, остающиеся в сварном изделии после сварки, будут влиять на срок службы конструкции. Поэтому, чтобы улучшить качество сварки всего компонента, необходимо принять меры по контролю и уменьшению небольших остаточных сварочных напряжений.

1. Примите разумную последовательность и направление сварки.

(1) При сварке в плоскости сварки убедитесь, что продольные и поперечные сварные швы (особенно в поперечном направлении) могут свободно сжиматься. При сварке встык направление сварки должно указывать на свободный конец.

(2) Сначала сварите сварные швы с большей усадкой. При наличии на конструкции стыковых или угловых швов в первую очередь следует сваривать стыковые швы с большей усадкой.

(3) Сначала сварите короткие поперечные сварные швы.

(4) Сварные швы, подвергающиеся более высоким нагрузкам во время эксплуатации, свариваются в первую очередь, чтобы обеспечить разумное распределение внутренних напряжений.

(5) При сварке поперечных стыковых швов необходимо соблюдать последовательность сварки, обеспечивающую меньшую вероятность возникновения дефектов в местах пересечения. При сварке Т-образных и поперечных швов швы, сваренные первыми в месте пересечения, следует зачищать, как показано на рисунке. Только при последовательной сварке Т-образные и поперечные швы могут более свободно сжиматься в поперечном направлении, что помогает во избежание трещин в местах пересечения сварных швов.

2. Уменьшить местную жесткость сварной конструкции.

При увеличении жесткости конструкции соответственно увеличивается сварочное напряжение. Следовательно, снижение местной жесткости сварных частей детали полезно для снижения напряжений. При сварке закрытых швов или швов большей жесткости для снижения напряжений можно использовать антидеформационный метод. Местная жесткость конструкции или способ открытия релаксационных канавок вблизи сварных швов позволяют снизить местную жесткость свариваемых деталей.

3. Зона снижения нагревательного стресса

При сварке нагрев тех деталей, которые препятствуют свободному расширению и сжатию зоны сварки, чтобы они расширялись и сжимались одновременно с зоной сварки, позволяет снизить сварочное напряжение. Этот метод называется методом нагрева «зоны снижения напряжений» или методом синхронной усадки. Нагретую часть называют зоной снижения напряжений.

4. Используйте метод холодной сварки, чтобы уменьшить остаточное напряжение при сварке.

Принцип холодной сварки заключается в том, чтобы попытаться сделать распределение температуры на свариваемой конструкции как можно более равномерным, требуя, чтобы местная температура сварного шва контролировалась как можно ниже, и в то же время объем этой детали в Общая сварная конструкция должна быть как можно меньше. В конструкции это должно быть сведено к минимуму. Метод небольшой разницы температур может эффективно уменьшить остаточное напряжение при сварке и уменьшить склонность к образованию трещин от термического напряжения.

При холодной сварке используйте электроды меньшего диаметра, меньший сварочный ток и каждый раз сваривайте только небольшой участок сварного шва. Например, при ремонтной сварке чугуна каждая секция сваривается всего по 1040мм. При сварке жестких компонентов каждая секция сваривает только один или половину сварочного стержня за раз. После каждого сварочного прохода его необходимо охладить до точки, когда он уже не будет горячим на ощупь, прежде чем приваривать следующий сварочный шов.

5. Молотковая сварка

Во время процесса охлаждения каждого сварного шва используйте небольшой молоток с круглой головкой, чтобы забить сварной шов, чтобы металл сварного шва вызывал пластическую деформацию растяжения и расширялся, компенсируя усадку сварного шва и уменьшая внутреннее напряжение. Удары должны быть равномерными и умеренными, чтобы избежать чрезмерных ударов, приводящих к образованию слишком глубоких следов от ударов.

6. Предварительный нагрев перед сваркой

Целью предварительного нагрева перед сваркой является уменьшение температурного градиента между зоной сварки и конструкцией, уменьшение степени скованности и достижение цели снижения внутреннего напряжения сварки. Предварительный нагрев сварной детали перед сваркой может осуществляться целиком или локально в зоне сварки. Методы предварительного нагрева включают общий нагрев в печи, локальный нагрев в дальнем инфракрасном диапазоне, локальный нагрев промышленной частотой, пламенный нагрев и т. д.