IMG04

grubości blachy jest niewielka i można ją pominąć w rozważaniach. Przykładem dwuosiowego stanu naprężeń cieplnych jest sytuacja powstała przy spawaniu doczołowym blach (rys. 9.7). Naprężenia wzdłużne a_v charakteryzują się zarówno zmienną wartością, jak i zmiennymi znakami. Naprężenia rozciągające występują w spoinie oraz niewielkich obszarach po obu jej stronach. Naprężenia powstałe w strefie odkształceń plastycznych muszą być zrównoważone reakcją pozostałych nienagrzanych obszarów materiału. W obszarach tych występują zatem naprężenia ściskające od sił reakcji.

Rys. 9.7. Schemat naprężeń pozostających w płytach spawanych doczołowo: a) wzdłużnych,

b) poprzecznych

Podobnie jak naprężenia wzdłużne również naprężenia poprzeczne o_v mają różną wielkość i różny znak w zależności od rozpatrywanego obszaru. Największą wartość osiągają naprężenia ściskające na końcach spoiny. W części środkowej spoiny powstają natomiast naprężenia rozciągające (rys. 9.7b). Jest to spowodowane tym, że środkowa część spoiny stygnie wolniej niż jej końce i materiał rodzimy.

Proces spawania może spowodować wprowadzenie do konstrukcji oprócz naprężeń własnych również spawalniczych naprężeń od sił reakcji a_v spowodowanych utwierdzeniem elementu spawanego. Wartość tych naprężeń może być znaczna, a zależy ona od przekroju poprzecznego konstrukcji prostopadłego do kierunku działania naprężeń. Im przekrój konstrukcji jest mniejszy, tym naprężenia są większe. Spoina pierwszego ściegu ułożona w warunkach dużego usztywnienia stwarza warunki do powstania pęknięć, jeśli o_x» R_e. W wypadku spawania grubych blach prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięć rośnie ze względu na zwiększoną intensywność odprowadzania ciepła. Drugą ważną cechą naprężeń od sił reakcji jest ich oddziaływanie na całą konstrukcję, co stwarza warunki do rozprzestrzeniania się pęknięć. Dlatego też konstrukcje spawane powinny być tak zaprojektowane, aby wykonując je, można było uniknąć sztywnego zamocowania.

Naprężenia strukturalne w elementach spawanych mogą mieć również znaczny wpływ na rozkład i wartość naprężeń pozostających. Na przykład w stalach hartujących się w' strefie spoiny mogą powstać naprężenia ściskające, które są zrównoważone naprężeniami rozciąga-

514