POŁĄCZENIA SPAWANE- naprężenia spawalnicze

W przekroju poprzecznym spoiny rozróżnia się następujące
strefy nagrzania

.

Metal sąsiadujący ze spoina nagrzewany jest podczas spawania,

chwilowo nagrzewany jest do temperatury topienia.

Zmiany temperatury i faz jakie zachodzą powodują po ostygnięciu

powstanie odkształceń naprężeń wewnętrznych,

powstanie odkształceń naprężeń wewnętrznych,
spawalniczych.

Naprężenie spawalnicze i ich wpływ na nośność elementu

Powstają naprężenia własne są samo równoważące się w
przekroju. Ich wielkość zależy od ilości ciepła doprowadzanego
podczas spawania.

.

Wpływ naprężeń spawalniczych na nośność elementów .

Elementy rozciągane

Elementy ściskane

.

Nośność prętów ściskanych jest teoretycznie taka sama,

ale zmniejsza się ich sztywność sprężysta (tym samym
stają się jak gdyby bardziej smukłe).

Jest to szczególnie groźne dla prętów o średnich
smukłościach .

Nośność tych prętów ze względu na sprężysto plastyczne

odkształcenie jest mniejsza.

odkształcenie jest mniejsza.

Stąd wnioski:

1) W prętach ściskanych, spawanych należy stosować jak

najmniejsze spoiny podłużne,

2) Należy unikać prętów o małych przekrojach

spawanych z blach - stosować profile walcowane,

.

3)Wzmocnienia słupów nakładkami należy tak projektować
aby w miarę możliwości pola naprężeń własnych,
rozciągających znalazły się przy krawędziach przekroju.

Elementy zginane

.

.

Uwagi:

1) Naprężenia własne nie mają znaczenia na nośność graniczną

belki (moment plastyczny),

2) W stanach poniżej nośności granicznej naprężenia własne mają

wpływ na rozkład i wielkość stref uplastycznionych a tym
samym na sztywność sprężystą belki.

Elementy mimośrodowo ściskane

.

Uwagi:

1) Naprężenia własne nie mają znaczenia na nośność przekroju (w

zakresie sprężystym) ale wskutek uplastycznienia strefy
ściskanej (w zakresie sprężysto-plastycznym) powodują
zwiększenie mimośrodu obciążenia,

2) W elementach mimośrodowo - ściskanych w zakresie sprężysto

- plastycznym zmniejsza się sprężysta sztywność belki - słupa,

- plastycznym zmniejsza się sprężysta sztywność belki - słupa,
zwiększa smukłość, stąd maleje nośność.

.

Ograniczenie wpływu naprężeń własnych spawalniczych

a) przedsięwzięcia konstrukcyjne

stosowanie materiałów odpornych w kierunku pękania,

unikanie dużego nagromadzenia spoin,

unikanie spoin krzyżujących się oraz spoin wzajemnie
zbliżających się - unikanie przestrzennego stanu naprężeń
własnych, niekorzystnego wzajemnego oddziaływania stref
wpływu ciepła,

wpływu ciepła,

zmniejszenie do minimum ilości i grubości spoin,

zachowanie niezbędnej podatności łączonych spoinami części
przez właściwe kształtowanie styków montażowych,

w kształtowaniu prętów ściskanych unikać:

spoin podłużnych,

małych przekrojów złożonych z blach,

.

b) przedsięwzięcia technologiczne podczas wykonywania

konstrukcji:

właściwy podział konstrukcji na podzespoły,

odpowiednie parametry spawania,

odpowiednia kolejność spawania - plan technologiczny
spawania,

c) wyżarzanie odprężające

c) wyżarzanie odprężające

Ogrzewanie do temperatury ok. 650°C (moduł sprężystości E i
gr. plastyczności R

e

- maleją, nie zachodzą jeszcze zmiany

strukturalne) - konstrukcja doznaje odprężenia, powstają
trwałe odkształcenia plastyczne, zanikają naprężenia
spawalnicze.

Stosuje się do elementów niezbyt dużych, o silnym skupieniu
spoin, znacznej grubości materiału. W budownictwie
wyjątkowo stosowane (w zbiornikach ciśnieniowych

.

d) odprężenie mechaniczne i termomechaniczne

Mechanizm - stos. w rurociągach i zbiornikach - naprężenia
rozciągające uzyskuje się za pomocą ciśnienia cieczy.

Termomechaniczne - stosowane przy dużych, grubych
elementach - np. zbiorniki kuliste, kadłuby statków. Odbywa się
za pomocą automatów wyposażonych w palniki acetylenowe i
uderzanie młotem i ochładzanie.

.