Отчет по лабораторным работам

Лабораторная работа №1

Влияние пластических свойств металла на прочность при наличии сварочных напряжений

Цель работы

Показ зависимости прочности металла шва от его пластических свойств путём имитизации накапливания деформаций в корне многослойного шва стыкового соединения.

Содержание работы

Степень влияния сварочных напряжений на прочность при статической нагрузке в основном зависит от исходящих пластических свойств и от степени исчерпания пластичности металла в процессе изготовления конструкции. При выполнении одностороннего многослойного шва большой толщины (рис.1.1) в результате поперечного укорочения металла верхних слоев происходит поворот одной половины соединения относительно другой, и в нижней части шва накапливаются пластические деформации удлинения. Это может привести к образованию трещин.

Установка имитирует условия деформации металла шва при сварке стыкового соединения с V-образной разделкой кромок. Разрушение образца возможно в трёх случаях:

1. Материал хрупкий и разрушение происходит при малом сокращении стержня;

2. Материал пластичный, но образец имеет концентратор в виде надреза;

3. Материал пластичный, но подвергнут значительной предварительной пластической деформации (образец изготовлен из холодно катаного прутка). В этом случае значительная часть пластичности металла исчерпана ранее и разрушение с образованием шейки возникает при сравнительно малых деформациях.

Если подобному испытанию подвергнуть образец из холоднокатаного прутка, но предварительно отожженного, то благодаря восстановлению пластических свойств разрушение не происходит.

Лабораторная работа №2

Угловые деформации при сварке таврового соединения

Цель работы:

Определение угловых деформаций от двухстороннего шва при сварке таврового соединения.

Содержание работы.

Рассмотрим образование деформаций при последовательном выполнении двухстороннего шва.

При выполнении первого шва деформацию полки относительно неподвижной стенки можно схематично представить как сумму деформаций двух видов:

1. Деформация поворота полки на угол ©1 в результате укорочения волокон шва, параллельных гипотенузе (рис.2.1, а).

2. деформация изгиба полки вследствие проплавления её на некоторую

глубину с поворотом на угол а.1 одной половины полки относительно другой (рис 2.1,6),

После выполнения шва 1 полка перейдет из начального положения 0-0-0 в положение 1-0-1 (рис 2.1, в). '

В процессе охлаждения металл шва свободно укорачивается без образования напряжений гипотенуза шва длиной lt укорачивается на величину Д Lp, при этом одна сторона равнобедренного треугольника относительно другой поворачивается на угол ю1 который легко найти из геометрических соображений (рис 2.1, г).

Так как угол ю1 мал, то

w1 = (Л 4. / Ь) = (aCOiT Lp / h) =2aT

где aT - относительное температурное укорочение металла при остывании. Как видно, угол COiHe зависит от катета шва. Для низкоуглеродистой стали aT-0,012 и тогда

w1 =2*0,0012=0,25рад /

Угол изгиба полки может быть найден так же, как и в случае наплавки валика на поверхность листа с учетом доли тепла, приходящегося на полку. Без значительной погрешности величину угла ал можно найти исходя из предположения, что уголал является результатом укорочения металла шва, и считая, что деформации окружающего основного металла, возникающие при нагреве и при последующем остывании, взаимно компенсируются и не оказывают заметного влияния на величину угла, ал Если длина полки относительно мала, то yronai зависит в основном от относительной глубины и формы зоны проплавления полки. ............