|
| |
|
Слаботочка Книги основного металла и присадочной проволоки от окислов и загрязнений, способ сварки, толщина металла. Для сплавов невысокой прочности, а также для сплавов, находящихся в ненаклепанном состоянии, предел прочности сварных соединений приближается к пределу прочности основного металла. Некоторые алюминиевые сплавы свариваются, будучи в наклепанном состоянии. Термическое воздействие сварки снимает наклеп в щирокой зоне, вследствие чего прочность таких соединений оказывается на уровне отожженных и горячекатаных сплавов (рис. 3.18). Восстановить прочность таких соединений можно только за счет пластической деформации металла специальной прокаткой роликом сварных соединений. 600 [ ОснвВиоа \\мгБ I \KMrs металл Issмм) IsWm) ПроВолока ЛМГв AM г 6 1" OtSAT АМгб B95Tt АМгб
Рис. 3.18. Предел прочности сварных соединений алюминиевых сплавов: / - основной металл; 2 - сварные соединения с усилением: J - то же. без усиления Рис. 3.19. Изменение прочности и пластичности сварных соединений из сплава Д20 в зависимости от вида термической обрабо1ки: 1 - основной металл; 2 - закалка - старение - сворка: 3 - закалка - сварка - закалка - старение; 4 - отжиг - сварка - закалка - старение В алюминиевых сплавах, которые в исходном состоянии термически упрочнены, соединения после сварки существенно ус1пают по прочности основному металлу. Термической обработкой и старением удается заметно повысить прочность сварных соединений и приблизиться к уровню прочности основного металла (рис. 3.19). После полной термической обработки сплава Д20 прочность сварного соединения составляет 90-95 % от прочности основного металла. В соединениях из разнородных сплавов прочность зависит от менее прочного сплава и присадочного металла. Большинство алюминиевых сплавов хорошо свариваются контактной сваркой. Современное оборудование и технология обеспечивают соединение деталей из алюминиевых сплавов малой и средней толщины (рис. 3.20). Прочность на отрыв из-за высокой концентрации напряжений заметно ниже прочности на срез. Магниевые сплавы. Прочность сварных соединений магниевых сплавов также составляет 70-100 % от прочности основного металла. Р.кН 10 8 6 Примерно равнопрочными основному металлу оказываются соединения из термически неупрочняемых магниевых сплавов типа МА2-1. Для других сплавов прочность соединений может быть повышена применением присадочных материалов, измельчающих структуру металла шва, например с добавками редкоземельных элементов, а также термической обработкой. Уровень прочности и пластичности сварных соединений некоторых магние- al вых сплавов показан на рис. 3.21. Титановые сплавы. Предел прочности титановых сплавов в зависимости от легирования и термической обработки в основном колеблется от 500 до 1300 МПа. Для большинства Титановых сплавов средней прочности характерна относительно невысокая пластичность по углу загиба (а =£С 80 -г- 100°) и относительному удлинению (65 = 8 15 %). Прочность сварных соединений, как правило, близка к прочности основного метал- -ла. Пластичность сварных соединений зависит От состава и структуры шва, а также от характера структурных превращений в околошовной зоне под влиянием термического цикла сварки. Литая структура шва понижает его пластичность, но ее можно повысить соответствующим выбором присадочного метал ла и последующей термической обработкой: отжигом, закалкой со старением, неполным отжигом для снижения остаточных напряжений. Пластичность околошовной зоны существенно зависит от структуры сплава. Сплавы с «-структурой (ВТ1, ВТ5), не изменяющие ее при сварке, а также сплавы с небольшим содержанием р-фазы (0Т4, ВТ4, ВТ20, АТ2, АТЗ, АТ4) имеют после сварки достаточную пластичность сварного соединения. Мартенситные титановые сплавы (ВТ6, ВТ14, ВТЗ-1) после сварки имеют низкую пластичность и подвергаются отжигу. s.mm Рис. 3.20. Разрушающие усилия Р иа срез (а) и на отрыв (б) для сварных точечных соединений в зависимости от толщины металла s: / АМц; 2 - АМгЗ; 3 - АМг5; 4 - АМгб: 5 - АМг61; 6 - Д16АМ, Д20АМ; 7 - Д16АТ. В95Т1 Для некоторых цветных сплавов, в частности алюминиевых, с целью обеспечения равнопрочности основного металла и сварного соединения, но главным образом для уменьшения массы, делают утолщ,ение металла в зоне сварного соединения. Это можно достичь б, МПа 300- 200- OL, град 120 80 г-, МАЗ МАИ МА2-1 Рис. 3.21. Пределы прочности и угол загиба сварных соединений магниевых сплавов: Og - предел прочности основного металла; - предел прочности сварного соединения, а - угол загиба сварного соединения осадкой краев листа перед сваркой, но обычно механическим или химическим фрезерованием производят утонение всех участков сварной конструкции до или после сварки, исключая зону разупрочнения. § 6. Прочность и пластичность угловых швов Угловые швы работают в крайне разнообразных условиях действия нагрузок. В тавровых соединениях они могут выполняться как с полным, так и с неполным проваром. В нахлесточных соединениях угловые швы в зависимости от направления сил работают либо как лобовые, либо как фланговые, а в некоторых случаях воспринимают комбинированные нагрузки. Распределение напряжений в угловых швах крайне неравномерно, непровары при ограниченной пластичности металла шва могут сущ,ественно влиять на их прочность. У соединений пластичных металлов разрушению предшествует существенная пластическая деформация, что позволяет оперировать средними по сечению напряжениями и влияние концентраторов напряжений во внимание не принимать. Рассмотрим вначале прочность и пластичность угловых швов, выполненных из пластичных металлов, по свойствам близким к основному металлу. Как показывают экспериментальные данные, в этом случае наибольшие пластические деформации при нагрузке и последующее начальное разрушение возникают вблизи такого сечения On (рис. 3.22), в котором интенсивность напряжений а,-, вычисленная по средним напряжениям, является максимальной. Угол, 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [33] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||