Заходи попередження напружень в зварних швах

На практиці вико­ристовують наступні заходи.

Поверхнева обробка зварних швів. Вона має за мету забезпечення плавного переходу металу шва до основного металу. Цю операцію вико­нують, застосовуючи механічну обробку або аргонодугову, чи повітряно-плазмову обробку.

Механічна обробка виконується ручним абразивним інструментом чи спеціальними фрезами. Випуклість стикового шва знімається повністю або ретельно обробляється перехідна зона. Після такої обробки концентрація напружень відсутня майже повністю. Границя витривалості зварних з'єд­нань встик після механічної обробки різко зростає і практично досягає рівня границі витривалості основною металу. Ефективність механічної обробки значно менша у випадку обробки таврових з'єднань і з'єднань внакладку. Підвищити опір таврових з'єднань на 5-25% можливо лише у випадку, коли з'єднання виконані з повним проваром кореню шва з одночасним забезпеченням плавного переходу шва до основного металу. Механічна обробка мало ефективна для з'єднань внакладку з лобовими швами.

Аргонодугова і повітряно-плазмова обробка полягають в утворенні плавного переходу від шва до основного металу шляхом оплавлення границь шва неплавким вольфрамовим електродом в середовищі аргону без присадкового дроту. У порівнянні з механічною обробкою аргоно­дугова обробка має практично однакову ефективність. Ефективність повітряно-плазмової обробки не відрізняється від аргонодугової.

Термообробка (високий відпуск). Цей вид оброки застосовують голов­ним чином для зменшення негативного впливу залишкових напружень розтягу у зонах поблизу концентраторів, що утворились внаслідок зварю­вання. Найбільш ефективна термообробка у випадку навантаження си­метричним циклом, а зі зростанням значення К (характеристики циклу, зменшення асиметрії) ефективність термообробки падає. При високих значеннях і? термообробка внаслідок падіння міцності металу може при­звести і до зниження опору втоми. Зі зростанням концентрації напружень (з'єднання внакладку, таврові з'єднання зі швами, що безпосередньо передають навантаження) різниця між границями витривалості з'єднань, що пройшли термообробку і без такої, зменшується.

Одноразове або вібраційне навантаження конструкцій. Воно поля­гає у короткочасному навантаженні конструкції навантаженням, що пере­більшує робоче з метою зменшення залишкових напружень розтягу особ­ливо поблизу концентраторів. Таку обробку рекомендують використо­вувати замість термообробки для крупногабаритних конструкцій (резер­вуари, підкранові балки і інші). Ефективність способу залежить від зна­чення напружень від перевантаження, типу зварного з'єднання та часу обробки (для вібраційної обробки).

Поверхневий наклеп. Поверхневе пластичне деформування швів і прилеглих до нього зон призводить до підвищення опору втомі зварних з'єднань до рівня опору основного металу. Цю операцію виконують за допомогою спеціального пневматичного бойкового інструменту, застосо­вуючи вибухову локальну обробку або прокатку роликами. Крім наклепу, така локальна обробка викликає утворення на поверхні, що обробля­ється, напружень стиску, які позитивно впливають на опір втомі.