Поперечными отверстиями

Иногда сварщику приходится перемещать электрод поперек шва, регулируя тем самым распределение теплоты дуги поперек шва для получения требуемых глубины проплавления основного металла и ширины шва. Глубина проплавления основного металла и формирование шва главным образом зависят от вида поперечных колебаний электрода, которые обычно совершают с постоянными частотой и амплитудой относительно оси шва (рис. 12). Траектория движения конца электрода зависит от пространственного положения сварки, разделки кромок и навыков сварщика. При сварке с поперечными колебаниями получают уширенный валик, ширина которого обычно составляет (2 ч- 4) d3JT, а форма пронлавления зависит от траектории поперечных колебаний конца электрода, т. е. от условий ввода теплоты дуги в основной металл.

Однопроходную сварку с V-образнъш скосом кромок обычно выполняют с поперечными колебаниями электрода на всю ширину разделки для ее заполнения так, чтобы дуга выходила со скоса кромок на необработанную поверхность металла. Однако в этом случае очень трудно обеспечить равномерный провар корня шва по всей его длине, особенно при изменении величины притупления кромок и зазора между ними.

При сварке шва с V-образным скосом кромок за несколько проходов обеспечить хороший провар первого слоя в корне разделки гораздо легче. Для этого обычно применяют электроды диаметром 3—4 мм и сварку ведут без поперечных колебаний. Последующие слои выполняют в зависимости от толщины металла электродом большего диаметра с поперечными колебаниями. Для обеспечения хорошего провара между слоями предыдущие

Техника сварки на горизонтальной и потолочной плоскостях. Сварка швов в положениях, отличающихся от нижнего, требует повышенной квалификации сварщика в связи с возможным под действием сил тяжести вытеканием расплавленного металла из сварочной ванны или падением капель электродного металла мимо сварочной ванны. Для предотвращения этого сварку следует вести по возможности наиболее короткой дугой, в большинстве случаев с поперечными колебаниями.

Стыки труб можно сваривать в поворотном, когда трубу можно вращать, или в неповоротном положении. Сварку швов первого типа выполняют обычно в нижнем положении без особых трудностей, хотя сложно проварить корень шва, так как его формирование ведется чаще всего на весу. Сварка неповоротного стыка требует высокой квалификации сварщика, так как весь шов выполняют в различных пространственных положениях. Можно сваривать двумя способами: каждое полукольцо сверху вниз или снизу вверх. Первый способ возможен при использовании электродов диаметром 4 мм, дающих мало шлака (с органическим покрытием), короткой дугой с опиранием образующегося на конце электрода козырька на кромки без поперечных колебаний электрода или с небольшими его колебаниями. При сварке снизу вверх процесс ведут со значительно меньшей скоростью с поперечными колебаниями электрода диаметром 3—5 мм.

Сварку угольным электродом обычно выполняют только в нижнем положении. I [ри ручной сварке дуга возбуждается касанием электродом кромок, электрод перемещают с короткими поперечными колебаниями. При автоматической сварке дугу возбуждают замыканием дугового промежутка угольным или графитовым стержнем. Электрод перемещается без поперечных колебаний. Вылет электрода из держателя обычно не превышает 75 мм. Для стабилизации дуги применяют пасты или порошки, содержащие легкоионизирующиеся компоненты, наносимые на кромки. В некоторых случаях для улучшения качества швов можно использовать флюсы, по составу такие же, как и при газовой сварке. Величину сварочного тока (А) для угольных и графитовых электродов выбирают в зависимости от диаметра электрода.

В некоторых случаях, особенно при автоматической наплавке, электроду сообщают колебания поперек направления шва (рис. 30, а) с различной амплитудой и частотой, что позволяет в широких пределах изменять форму и размеры шва. При сварке с поперечными колебаниями электрода глубина проплавлепия и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается и обычно несколько больше амплитуды колебаний. Этот способ удобен для предупреждения прожогов при сварке стыковых соединений с повышенным зазором в стыке или уменьшенным притуплением кромок. Подобный же эффект наблюдается при сварке сдвоенным электродом (рис. 30, б и 26, а), когда электроды расположены поперек направления сварки. При их последовательном расположении глубина проплавления, наоборот, возрастает.

При сварке углопых швов держатель упирается в угол стыка свариваемых элементов копирующей насадкой (рис. 33, а, б). Сварку стыковых швов ведут па себя (рис. 33, в) или сбоку (рис. 33, г). Сочетание перемещения держателя вдоль оси шва с поперечными колебаниями позволяет получить уширенные швы, что важно при сварке стыковых швов с повышенными зазорами. Точность сборки кромок под сварку и приемы удержания расплавленного металла от вытекания в зазор между кромками те же, что при

ческуго сварку в нижнем положении можно выполнять правым или левым методом, узким валиком или с поперечными колебаниями.

дополнительно отклоняют от вертикальной стенки на угол 30— 45°. Вертикальные швы па тонколистовом металле обычно выполняют па спуск (электрод под углом назад для лучшего удержания расплавленного металла от отекания). Сварку на подъем применяют при необходимости обеспечить глубокий провар кромок. При сварке горизонтальных швов электрод располагают на нижней части кромок и перемещают с поперечными колебаниями. Потолочные швы выполняют вертикальным электродом или с наклоном углом назад с поперечными колебаниями.

При всех этих способах для улучшения формирования обратного валика используют поддув защитного газа с обратной стороны или заполнение им части труб, ограниченной заглушками различной конструкции. Более ограниченное применение в практике находит сварка неповоротг:ых стыков труб плавящимся электродом:. Это вызвано трудностью получения хорошего провара корня шва и формирования обратного валика. Обычно сварку ведут с поперечными колебаниями электрода или без колебаний и без скоса кромок по щелевому зазору определенного размера.

П41. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для цилиндрических деталей с поперечными отверстиями

Результаты испытаний образцов с поперечными отверстиями, приведенные в табл. 11, можно объяснить следующим образом.

Уменьшение диаметра одиночного поперечного отверстия приводит к уменьшению теоретического коэффициента концентрации напряжений и, следовательно, увеличению предела выносливости. Для образцов со сдвоенным отверстием (/=const) теоретический коэффициент концентрации напряжений практически не меняется при изменении радиуса в довольно широких пределах. Предел выносливости образцов с некруглыми поперечными отверстиями в результате этого остается приблизительно постоянным при изменении радиуса концентратора от 0,4 до 0,15 мм.

Анализ возникновения и развития усталостных трещин в образцах с поперечными отверстиями при их испытании на круче-.ние позволил выявить зону существования нераспространяю-лцихся усталостных трещин. На рис. 40 приведена зависимость эффективного коэффициента концентрации напряжений от ра-.диуса концентратора для образцов с различными отверстиями. В обоих случаях при радиусах отверстия меньше 0,5 мм в образцах были обнаружены нераспространяющиеся усталостные трещины, т. е. усталостное разрушение при радиусе поперечного отверстия г>0,5 мм определяется сопротивлением материала возникновению трещины, а при г<0,5 мм — сопротивлением ее развитию. Постоянство эффективного коэффициента концентрации напряжений в области существования нераспространяю--щихся усталостных трещин при кручении образцов с некруг-, лыми отверстиями объясняется тем, что пределы выносливости этих образцов не зависят от радиуса концентратора. Это явление аналогично наблюдаемому при изгибе и осевом растяжении-сжатии.

Сопоставление зависимостей пределов выносливости образцов с поперечными отверстиями при кручении и изгибе с вращением от радиуса в вершине концентратора напряжений показало, что пределы выносливости, определенные как предельные номинальные напряжения в гладкой части образца ,(jf> = 32AlH3/jtd3; т/? = 16Л1кр/яй3), при кручении ниже, чем при изгибе (см. рис. 39).

условию (18) с учетом упругопластических деформаций в пределах первого полуцикла (полагая, что после этого процесс идет стабильно) (кривая 3). Кривая 4 определена по деформациям, соответствующим упругому распределению напряжений, а кривые ds и d/ характеризуют долю статического и циклического повреждений в зависимости от разрушающего числа циклов. Эти данные позволяют предполагать, что достаточная оценка повреждения достигается на основе циклически стационарного распределения упругопластических деформаций, использование упругого распределения деформаций для этой цели дает неконсервативный результат. Повышение температуры сказывается на критической величине пластических деформаций при разрушении екр (0> которая либо растет с повышением температуры (нестареющие стали), либо изменяется в зависимости от влияния старения. На рис. 12, а представлены результаты определения разрушающего числа циклов для тех же элементов с поперечными отверстиями в зависимости от температуры для теплостойкой нестареющей стали, для стареющей малоуглеродистой стали типа 22К и аустенитной стали 18-8 при 5„ = 1. Изменение Np по температуре определяется как величиной екр, так и концентрацией деформаций К^ зависящей от циклической нестабильности; при разупрочнении Kt растет, при упрочнении падает, как это показано на рис. 12, б для сталей трех типов. Данные для стали 18-8 и 22К приведены при температурах

Сравнительно менее эффективной оказалась поверхностная закалка образцов, ослабленных поперечными отверстиями. У образцов этой группы повысился предел выносливости в ре-

Форма и размеры упругих элементов датчиков определяются величиной измеряемой силы и необходимостью встройки резонаторов. Чаще, других применяют элементы кольцевой формы. Иногда упругий элемент помещают в жесткий корпус, а измеряемое усилие к нему подводят через упругие направляющие, выполненные в виде мембран или плоских балочек. Такова конструкция датчика типа СВ. Упругий элемент датчиков типа ДОВР выполнен в виде сплошного цилиндра с двумя поперечными отверстиями, внутри которых по оси упругого элемента расположены стержневые резонаторы и электромагниты.

--- с поперечными отверстиями — Концентрация напряжений 1 (2-я)—211

край, 1 (2-я) —225 -- в валах с поперечными отверстиями

Значения эффективных коэффициентов концентрации для валов с поперечными отверстиями представлены на фиг. 37