16.02.17
Тема: Продольные линейные деформации.
Цели:
учебная: сформировать у студентов знания об деформациях и напряжениях, возникающих в процессе сварки.
развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.
воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.
Задачи:
- сформировать у студентов знания о материалах, подвергающихся деформации;
- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.
Слайд 2План урока
1.ЛИНЕЙНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ.
2.УГЛОВАЯ ДЕФОРМАЦИЯ.
3.НАПРЯЖЕНИЯ. ВИДЫ НАПРЯЖЕНИЙ.
4. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ СВАРОЧНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
Слайд 3Повторение пройденного материала
Слайд 41.Что такое деформация?
2.Какие вам известны виды деформаций?
3.Приведите пример упругой и
пластической деформации.
4.Назовите причины деформаций при сварке.
5.Чем можно охарактеризовать деформации
при сваривании непосредственно самого металла?
Слайд 8Деформа́ция (от лат. deformatio — «искажение») — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг
относительно друга.
Слайд 10Что из перечисленного относится к упругой, а что к пластической
деформации:
резина, сталь, кость, сухожилие, олово, пластилин, замазка, воск, алюминий, медь,
чугун, бревно, солидол.
Слайд 11чугун, бревно
олово, солидол, медь
Слайд 12Напряжением при сварочных работах принимают силу, которая имеет отношение к
единичной площади элемента сварки. Данную характеристику металла можно разделить на процессы,
которые вызваны растяжением, изгибом, кручением, сжатием и срезом.
-Когда соединение изменяет габариты или геометрические размеры в результате проведенной работы, то это деформация детали.
-Деформации бывают упругими или пластическими.
-Если форма и размеры способны вернуться в исходное состояние после прекращения работ, то подобная деформация носит названий упругой.
-Если геометрия изделия или его форма не возвращаются в изначальное положение, то такую характеристику называют пластической.
Слайд 14Деформации при сваривании непосредственно самого металла, которые возникают в процессе,
можно охарактеризовать:
-прогибами свариваемых элементов;
-углом поворота в процессе работ;
-укорочениями, которые получаются
в результате работы;
-величинами точек сварного шва;
-размерами выхода из плоскости, которая образует равновесие
Угловая деформация при сварке таврового соединения.
Если деформация приводит к серьезным геометрическим изменениям первоначального состояния изделия и его осей, то такую деформацию называют общей.
Слайд 15ОСНОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ
В течение работ по сварке изделие подвергается
действию критических высоких температур. Причинами образования напряжения и деформаций являются:
-нагрев
материала на участке, где выполняется сварка, происходит неравномерно;
-литейная усадка;
-при остывании после нагрева в материале происходят структурные изменения в кристаллических решетках, что вызывает деформацию кристаллических зёрен и далее всего изделия.
Слайд 16Литейная усадка вызывает напряжения в сварном шве в связи с тем,
что при охлаждении объём наплавленного металла уменьшается
Усадка — свойство металлов
и сплавов уменьшать объем при охлаждении в расплавленном состоянии, в процессе затвердевания и в затвердевшем состоянии при охлаждении до температуры окружающей среды. Различают объемную и линейную усадки, выражаемые обычно в процентах.
Слайд 17НЕРАВНОМЕРНОЕ НАГРЕВАНИЕ МЕТАЛА ПРИ СВАРКЕ
Все металлы, согласно своим характеристикам, расширяются
в результате нагревания длительного или краткосрочного, а в процессе остывания
происходит сжатие.
Слайд 19ЛИТЕЙНАЯ УСАДКА: ОСОБЕННОСТИ
Усадка металла неизбежна, когда на него воздействует температура
непосредственно при сварке и последующем охлаждении. Сама усадка определяется взаимосвязью
между плотностью и объемом.
Простейшие типы сварных стыковых соединений в элементах оболочек.
Слайд 20Поперечные линейные деформации
Растяжение — это такой вид нагружения, когда в
поперечном сечении растянутого тела действуют только продольные силы N.
Линейная
деформация характеризует изменение размеров тела. Различают абсолютную деформацию ΔL и относительную деформацию
ε = ΔL/L.
Деформации могут быть угловые и линейные.
ε- относительное удлинение, линейная деформация
l — начальная длина, ∆ l —удлинение.
Слайд 21Угловая деформация характеризует изменение формы тела и чаще всего называется
углом сдвига.
Угол сдвига — это изменение первоначально прямого угла.
γ
= α + β .
Полная деформация — это сумма линейной и угловой деформации.
Слайд 22Рис. 4-16. Угловая деформация при сварке стыкового соединения
Деформация из плоскости
(угловая деформация) проявляется в образовании выпучин («хлопунов»), местном изгибе листов
(рис. 4-16)
Величина и характер остаточных деформаций в значительной степени определяются толщиной и свойствами основного металла, режимом сварки, последовательностью наложения швов, конструктивными формами свариваемых деталей и формой шва.
Слайд 23Рис. 4-17. Угловая деформация (грибовидность) при сварке таврового соединения
Деформация из
плоскости (угловая деформация) проявляется в образовании выпучин («хлопунов»), в грибовидном
изгибе пояса при сварке элементов тавровых и двутавровых сечений (рис. 4-17)
Если величина остаточных деформаций выходит за допускаемые пределы, следует проводить правку конструкции.
Слайд 24Напряжения при сварке
В результате местного (неравномерного) нагрева металла, обусловленного
воздействием концентрированного источника теплоты, в сварной конструкции возникают временные и
остаточные сварочные напряжения.
Слайд 25Виды напряжений
1.Временные сварочные напряжения наблюдаются только в определенный момент сварки
в процессе изменения температуры.
2.Напряжения, существующие после окончания сварки конструкции
и полного ее остывания, называют остаточными сварочными напряжениями или сварочными напряжениями
Они возникают в результате затруднений расширения и сжатия металла при его нагреве и остывании.
Слайд 26В зависимости от пространственного расположения и взаимодействия различают сварочные напряжения:
линейные или одноосные, действующие только по одной оси в одном
направлении (рис. 4-14, а), плоскостные или двухосные, действующие в двух направлениях (рис. 4-14, б), и объёмные или трехосные, действующие в трех направлениях (рис. 4-14, в).
Рис. 4-14. Различные виды напряженного состояния; напряжения:
а - линейные; б - плоскостные;
в - объемные сварочные
б
в
Слайд 27По направлению действия различают продольные и расположенные поперек оси шва
линейные сварочные напряжения (рис. 4-15).
Рис. 4-15. Продольные (1) и поперечные
(2) напряжения в сварном соединении
Слайд 28Нормальные напряжения при растяжении и сжатии
Если на поверхность призматического стержня
нанести сетку линий, параллельных и перпендикулярных оси стержня, и приложить
к нему растягивающую силу, то можно убедиться в том, что линии сетки и после деформации останутся взаимно перпендикулярными.
Все горизонтальные линии, например, cd переместятся вниз, оставаясь горизонтальными и прямыми.
Слайд 29Вопросы:
1.Что такое деформация?
2.Что такое литейная усадка?
3.Назовите виды деформаций.
4.Назовите факторы, влияющие
на качество сварного соединения.
5.Объясните сущность сварки обратно-ступенчатым способом. рис.а
а б
6.На чём основана термическая правка местным нагревом? рис.б
7.Что характеризует линейная деформация?
Слайд 30Дефектами сварных швов и соединений называют различные отклонения от требований
чертежа и условий выполнения сварочных работ, ухудшающих качество соединения:
эксплуатационные
свойства,
герметичность,
сплошность.
Слайд 32ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Основными причинами, которые приводят к образованию
дефектов сварочных швов, являются:
*неправильная подготовка свариваемых поверхностей;
*несоответствие или неисправность сварочного
инструмента;
*неправильный выбор защитных флюсов или газов и нарушение технологии их использования;
*недостаточная квалификация сварщика;
*несоблюдение в полной мере требуемых режимов сварки (мощность рабочего тока, длина дуги и др.).
Слайд 33РАЗНОВИДНОСТИ ДЕФЕКТОВ СВАРОЧНЫХ ШВОВ
Все дефекты таких соединений можно разделить на
2 основных типа:
*Внешние, которые можно обнаружить невооруженным глазом. Они могут
проявляться в виде прожога, непровара и других признаков.
*Внутренние, которые проявляются в виде трещин, пор и других нежелательных образований.
Слайд 36
Причинами возникновения наплывов являются:
*длинная дуга;
*большая величина сварного тока;
*неправильное положение электрода.
Наплывы
чаще выявляются при горизонтальной сварке.
ВНЕШНИЕ ДЕФЕКТЫ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Слайд 37Подрез – дефект в виде канавки в основном металле по
краям сварочного шва
Уменьшение длины дуги не только может избавить от
подрезов, но и увеличивает проплавление.
Слайд 38Прожогами называются дефекты сварки, которые проявляются в сквозном проплавлении и вытекании
жидкого металла через сквозное отверстие в шве.
Непровары – это локальные
несплавления наплавленного металла с основным металлом или слоев шва между собой
Слайд 39ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ СВАРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
К самым распространенным внутренним дефектам относятся горячие,
холодные трещины и поры.
Слайд 40Горячие трещины появляются при нагреве металла до температуры более 1200
°С, в результате чего происходит быстрое уменьшение пластических свойств металла
(кристаллизация).
Слайд 41Холодные трещины появляются при температуре металла ниже 130°С. Иногда такие
дефекты могут возникать и со временем.
Причинами их появления могут
быть
сварочные напряжения, образующиеся во время фазовых превращений,
растворенный атомарный водород, который не успел выделиться при сварке.
Слайд 42Поры – это полости внутри шва, заполненные газом, который не
успел выделиться в процессе сварки.
Основными причинами возникновения такого дефекта
являются:
*наличие примесей в присадочном или основном металле;
*некачественная обработка свариваемых поверхностей;
*повышенное содержание углерода;
*нарушения защиты сварочной ванны.
Слайд 43 8.В результате чего возникают напряжения при сварке?
9.Какие
различают сварочные напряжения в зависимости от пространственного расположения и взаимодействия?
10.Какие различают сварочные напряжения в зависимости от
направления действия?
