IMG03

9.2. Rozkład naprężeń w złączu spawanym

Rozkład naprężeń cieplnych powstających przy spawaniu powłoki (dużej płyty) pokazano na rysunku 9.6. Strefa I opisana izotermą 1 odpowiada obszarowi, w którym naprężenia a_e= 0. W obszarze tym materiał znajduje się w stanie plastycznym. W strefie II występują naprężenia poprzeczne ściskające o_v. W strefie Ilia, w której nagrzewa się metal, występują naprężenia wzdłużne ściskające a_v; rosną one aż do osiągnięcia wartości a_t = R_eT (R_eT- naprężenie odpowiadające granicy plastyczności w danej temperaturze), przy którym to poziomie naprężeń powstają trwałe odkształcenia plastyczne materiału. Od punktu C w wyniku obniżenia się temperatury podczas chłodzenia naprężenia ściskające o, zaczynają się zmniejszać aż do zaniknięcia w określonej temperaturze. Przy dalszym chłodzeniu do temperatury wyjściowej na skutek trwałego odkształcenia plastycznego pod wpływem naprężeń ściskających naprężenia w przekroju A-A zmieniają znak i stają się rozciągające.

Rys. 9.6. Mechanizm powstawania naprężeń wzdłużnych ct_v przy jednowarstwowym spawaniu powłoki (płyty): a) strefa przemieszczającego się pola temperatur, b) chwilowe naprężenie ct_v w przekroju A-A, c) pozostające naprężenie a_v w przekroju poprzecznym powłoki

W strefie Illb występują zatem naprężenia rozciągające pozostające a_v, które po zakończeniu cyklu cieplnego mogą nawet osiągnąć wartość a, ~ R_c. Taki poziom naprężeń wywołuje trwałe odkształcenie pozostające. W rezultacie tego po ostygnięciu w obszarze o szerokości b_e istnieją naprężenia rozciągające pozostające zrównoważone naprężeniami ściskającymi reakcji -o_v. Wymiar b_e wyznacza szerokość strefy zwanej aktywną, w której na skutek spawania wystąpiły odkształcenia trwałe (plastyczne). Szerokość tej strefy zależy od energii liniowej spawania i grubości spawanych elementów.

W połączeniach spawanych naprężenia własne tworzą zawsze wieloosiowy stan naprężenia, jednak w elementach o niezbyt grubych ściankach (g < 25 mm) składowa w kierunku

513