Téma: Deformace a napětí
při svařování.
Cíle:
vzdělávací: rozvíjet znalosti studentů o deformacích a napětích,
vznikající během svařovacího procesu.
rozvojové: rozvíjet dovednosti samostatné práce a jejich následné
aplikace v průmyslové praxi.
vzdělávací: formování kultury vnímání vzdělávacích materiálů a
organizace vzdělávacích aktivit během hodiny, formování respektu k
zvolené povolání.
Úkoly:
– rozvíjet znalosti studentů o materiálech podléhajících deformaci;
– naučit se aplikovat získané znalosti v praxi a ve výrobě
činnosti.
2.
Plán lekce
1. DEFINICE A DRUHY
NAPĚTÍ A DEFORMACE
2. ZÁKLADY DEFORMACÍ A
STRESY
3. NEROVNOMĚRNÝ OHŘEV
KOV BĚHEM SVAŘOVÁNÍ
4. SMRŠTĚNÍ ODLITKU:
VLASTNOSTI
3.
4.
Deformace (z latinského deformatio – „zkreslení“) –
změna relativní polohy částic těla,
spojené s jejich vzájemným pohybem
přítel.
5.
6.
7.
Napětí při svařování se bere jako síla, která působí
poměr k jednotkové ploše svarového prvku. Tato charakteristika
kov lze rozdělit na procesy, které jsou způsobeny roztahováním,
ohyb, krut, tlak a smyk.
-Když spojení změní rozměry nebo geometrické rozměry v
V důsledku vykonané práce se jedná o deformaci součásti.
-Deformace mohou být elastické nebo plastické.
-Pokud se tvar a velikost mohou po
zastavení práce, pak se taková deformace nazývá elastická.
-Pokud se geometrie výrobku nebo jeho tvar nevrací do původního stavu
poloha, pak se taková charakteristika nazývá plastická.
8.
9.
Deformace během svařování samotného kovu, které
vznikají v procesu, lze charakterizovat:
-průhyby svařovaných prvků;
-úhel natočení během práce;
-zkrácení, která vyplývají z práce;
– rozměry svarových bodů;
– rozměry výstupu z roviny, která tvoří rovnováhu
Úhlová deformace během svařování T-spoje.
Pokud deformace vede k vážným
geometrické změny originálu
stav produktu a jeho os, pak taková deformace
nazývané běžné.
10.
ZÁKLADY DEFORMACÍ A NAPĚTÍ
Během svářečských prací je výrobek vystaven kritickým podmínkám
vysoké teploty. Příčiny napětí a deformace
jsou:
– ohřev materiálu v oblasti, kde se provádí
svařování probíhá nerovnoměrně;
– smrštění odlitků;
– při ochlazování po zahřátí v materiálu
probíhají strukturální změny
krystalové mřížky, což způsobuje
deformace krystalových zrn a další
celý produkt.
11.
Smrštění odlitků způsobuje napětí ve svaru
šev kvůli tomu, že při ochlazování se objem
množství usazeného kovu klesá
Smršťování je vlastnost kovů a slitin zmenšovat se na objemu, když.
ochlazování v roztaveném stavu, v procesu
tuhnutí a ve ztuhlém stavu po ochlazení na
okolní teploty. Rozlišuje se mezi objemovým a
lineární smrštění, obvykle vyjádřené v procentech.
12.
NEROVNOMĚRNÝ OHŘÍV KOVU BĚHEM
SVAŘOVÁNÍ
Všechny kovy se podle svých vlastností rozpínají
v důsledku dlouhodobého nebo krátkodobého ohřevu a v tomto procesu
Během chlazení dochází ke kompresi.
13.
14.
SMRŠTĚNÍ PŘI ODLITKU: VLASTNOSTI
Smršťování kovu je nevyhnutelné, když je vystaven
teplota přímo během svařování a následného
ochlazování. Samotné smrštění je určeno vztahem
mezi hustotou a objemem.
Nejjednodušší typy svařovaných tupých spojů
v prvcích skořepiny.
15.
OPATŘENÍ, KTERÁ SNIŽUJÍ STRES A
DEFORMACE KOVU BĚHEM SVAŘOVÁNÍ
Před svařováním.
Ve fázi návrhu kovu
návrhy zohledňují interakce
kovy, které budou použity při svařování.
V procesu svařování.
V této fázi je nutné správně vybrat
pořadí, ve kterém budou provedeny
svary
16.
Technologické činnosti
Válcování svařovaného výrobku za účelem snížení
zbytková napětí
1 – svar; 2 – navařování; 3 – rovnací nástroje oceli
válečky; P – valivou sílu.
Šev, který má tendenci se smršťovat, bude namáhán
deformované ve směru rostoucí délky,
což podle toho povede ke snížení
zbytková napětí, která ho natahují.
17.
Konstruktivní opatření ke snížení
zbytkové deformace
V procesu navrhování svařovaných výrobků
je nutné se snažit
ke snížení celkového množství uloženého materiálu
elektroda a tavitelná základna
kovy
18.
Konstruktivní opatření ke snížení
úhlové deformace.
Při navrhování svařované konstrukce
je nutné zajistit
konstrukční prvky, které snižují
úhlové deformace.
19.
Technologická opatření ke snížení
vliv podélných a příčných deformací
na rozměrech svařovaného spoje
Vliv příčných (p) a podélných deformací
(pr) smrštění rozměrů svarového spoje může být
zmenšit zvětšením velikosti svařovaných obrobků
podle velikosti očekávané deformace
20.
Snížení úhlových deformací
Úhlovou deformaci lze snížit
předběžné reverzní úhlové ohýbání
α polotovary před svařováním
21.
Snížení ohybových deformací
1 – svařené polotovary; 2 – svarový šev; 3 –
zdroj tepla; Рптр – předběžná síla
výchylka
Deformaci v ohybu lze snížit v
v důsledku předběžného zpětného ohýbání
obrobky před svařováním silou Рптр (síla
předběžné vychýlení)
22.
Metoda svařování v opačném směru
Podstata svařování s krokem zpět
metoda spočívá v tom, že celý šev
je rozdělen na krátké úseky, od 100 na délku
až 300 mm a svařování těchto profilů se provádí v
v opačných směrech s takovým výpočtem,
takže konec každé dané sekce
se shodovalo se začátkem předchozího
23.
Pevné upevnění svařovaných obrobků
Snížení úhlových deformací
Рпр – přítlačná síla svařovaných obrobků
Polotovary jsou upevněny ve speciálních
zařízení (vodiče), ve kterých
provádět svařování.
24.
Snížení úhlových deformací 1…8 sledů pokládacích válců v procesu
tupé svařování
Úhlové zkreslení při vícevrstvém svařování může
být snížen v důsledku postupného přechodu
při svařování jednotlivých housenek na jedné straně profilu
k jinému.
25.
Snížení ohybových deformací
ЦТ – těžiště svařovaného výrobku; 1…4 racionální sled pokládky švů v
při svařování I-nosníku koutovými svary.
Při svařování prostorových konstrukcí je nutné
racionální posloupnost pokládky švů
vzhledem k těžišti svařovaného výrobku, které
snižuje ohybové deformace.
26.
Tepelné rovnání lokálním ohřevem
1 – tvar výrobku po svaření; 2 – topné zóny; 3 –
tvar výrobku po tepelném narovnání; Rus – smrštění
ohřívané zóny během procesu chlazení; CG – těžiště
svařovaný výrobek
Tepelné rovnání lokálním ohřevem je založeno na plastech
stlačení natažených částí výrobku (konvexní strana výrobku).
Při rovnání tímto způsobem se jednotlivé části svařovaného spoje
se zahřívají na teploty termoplastického stavu (1000 –
12000 °C).
27.
otázky:
1. Co je to deformace?
2. Co je smrštění odlitků?
3. Vyjmenujte typy deformací.
4. Vyjmenujte faktory, které ovlivňují kvalitu svaru
spojení.
