Соединениях с кольцевыми швами

В соединениях с кольцевыми швами основное влияние на образование остаточных напряжений оказывает окружное сокращение металла в зоне пластических деформаций и изгиб оболочки. В многослойных швах к этим двум факторам добавляется неравномерность усадки поперек шва и порядок выполнения отдельных слоев.

В кольцевых соединениях оболочек (труб), выполненных за один или несколько проходов остаточные напряжения можно считать практически осесимметричными. Исключение составляют электрошлаковые швы, напряжения в которых не должны быть осесимметричными, так как наблюдается значительная неравномерность усадки по длине шва. Место встречи начала и конца в однопроходных швах обычно составляет небольшую часть периметра, и это не вносит больших искажений в симметрию распределения остаточных напряжений. В трубах малого диаметра, сваренных за один проход, зона встречи начала и конца шва составляет значительную часть периметра, поэтому симметрия должна нарушаться.

Во время выполнения однопроходного кольцевого шва нагреваемый металл имеет возможность расширяться вдоль шва более свободно, чем при сварке пластин встык. Это происходит благодаря гибкости оболочек, которая особенно велика при больших отношениях радиуса оболочки к толщине стенки. Пластические деформации укорочения металла вдоль шва оказываются меньшими, чем при сварке прямолинейных швов. Особенно это заметно в оболочках из алюминиевых сплавов.

Рис. 2.14

Понижение остаточных напряжений σ _t по сравнению с пределом текучести происходит вследствие как малого значения окружных пластических деформаций при нагреве (главным образом из-за большой гибкости оболочки), так и значительного уменьшения диаметра оболочки в районе сварного шва. При некоторых сочетаниях режимов сварки, свойств металла и параметров жесткости оболочки σ _t в корне шва могут быть даже близкими к нулю.