Изгиб металла при сварке

Обновлено: 22.01.2025

При нагреве до температуры сварки и последующем охлаждении детали испытывают деформации, что в конечном итоге приводит к физическому изменению их размеров и формы. Это изменение может быть заметно или незаметно невооруженному глазу. Термические деформации – это следствие возникновения внутренних структурных напряженностей металла, которые возникают из-за неравномерного распределения температуры и, соответственно, не одинакового изменения объема в различных сечениях детали в процессе ее охлаждения. Причинами появления деформаций конструкций (короблений и изгибов) в результате осуществления сварочных работ являются:

Локализованный высокотемпературный нагрев и местное расширение объема металла в то время, когда остальная часть детали остается сравнительно холодной;
Усадочные явления в наплавленном слое
Фазовые превращения, которые испытывает металл при постепенном снижении температуры до комнатной.

Как минимизировать сварочные деформации?

Выбор вида сварки может сильно снизить деформации. Если применяется дуговая сварка, то наибольшие поводки будут при РДС, или как ее сегодня принято называть латинскими буквами ММА; они существенно снизятся, если использовать TIG (аргонную) и МIG/MAG (полуавтоматическую сварку). Применение PULSE режимов позволяет многократно снизить тепловложение в металл и уменьшить деформации, что очень хорошо видно на примере сварки тонколистовых сталей. Также следует отметить, что наибольшее деформирущее воздействие оказывает на изделие газовая сварка, так как под высокотемпературное влияние попадают значительные площади изделия; а наименьшее – сварка давлением (в вакууме, ультразвуком). Однако, чаще всего используется технология плавления дугой, поэтому далее речь пойдет именно про этот вид получения неразъемных соединений.

Технологические приемы, позволяющие снизить деформации при дуговой сварке

Первое, что приходит на ум каждому сварщику–любителю – это организация теплотвода, позволяющая несущественно, но снизить поводки стальных узлов. В качестве теплоотвода обычно применяют медные подкладки и другие приспособления. Есть более дешевый способ, такой как наложение влажного асбеста вблизи сварочного шва.

Техника выполнения работ также играет существенную роль. Для компенсации напряжений применяют сварку в шахматном порядке или путем поочередного плавления диаметрально противоположных участков соединения. Что имеется ввиду хорошо видно на примере сварной двутавровой балки, изображенной на рис.1. Цифрами обозначена последовательность проведения работ.

Сварка по принципу «обратной ступени» предполагает разделение линии соединения на небольшие участки с дальнейшей их сваркой в предложенном на рис. 2 порядке. Такой способ позволяет получить минимальные деформации, так как выполняется одновременно два принципа, позволяющих достигнуть такого результата, это:

Короткий шов;
Последовательность его наложения, позволяющая скомпенсировать коробления.

Если узел имеет свободные допуски, можно применить метод обратной деформации. В таком случае лист выгибается на величину сварочной деформации (которая может быть установлена опытным путем) в направлении обратном направлению ее действия.

Еще один простой способ уменьшить поводки металла – поставить прихватки перед тем, как начать сварку сплошным швом, используя при этом один из способов, указанных выше по тексту; или заневолить деталь с помощью оснастки.

Минимизировать деформации поможет:

сопутствующий местный подогрев изделия горелками или предварительный — в электропечи
Послесварочная термообработка
Или же проковка в горячем и остывшем состоянии
Рихтовка изделий в холодном состоянии
Практически полностью снимает внутренние сварочные напряжения высокий отпуск при Т=550 -560 оС

Очевидно, что любой высокотемпературный нагрев на воздухе приводит к изменениям размеров и формы изделия. Степень изменений может быть заметна невооруженным глазом или же при проведении контроля с помощью различных инструментов: штангенциркуль позволит измерить линейные размеры, индикатор на стойке поможет проконтролировать биения. Полностью избавиться от деформаций невозможно. Однако, есть еще способы значительно их уменьшить или же вообще от них избавиться после окончательной механической обработки путем:

Правила гибки металла

Соблюдение правил гибки металла позволяет минимизировать процент брака на производстве и исключить возможность возникновения несчастных случаев. Для каждого типа металлической заготовки применяются свои правила гибки. Выбор метода зависит от способа обработки, состава, формы изделия и т. д.

При ручной гибке правила допускают определенную погрешность при изготовлении деталей. Чем выше процент автоматизации на производстве, тем требования жестче, а результат, соответственно, точнее.

Ключевые характеристики гибки металла

Под гибкой понимают такую обработку металлов, в процессе которой из-за оказываемого на заготовку давления меняется ее продольная ось.

Гибка бывает нескольких видов:

П-образная (двухугловая);
М-образная (одноугловая).
многоугловая.

Гибка металлов осуществляется несколькими способами:

При свободной гибке не требуется фиксации центра симметрии детали, сгибание осуществляется за счет нажима рабочего инструмента (пуансона) на поверхность обрабатываемой заготовки. На форму готовой детали влияет конфигурация пуансона.
В процессе гибки калибрующим ударом обрабатываемую деталь помещают в матрицу. От ее конфигурации зависит форма готового изделия.
С помощью роликовых матриц, в которых рабочий инструмент поворачивается, формируя конфигурацию детали.

Отличительной чертой гибки является значительная разница в сетке макроструктуры, которая зависит от направления сгибания. Этот нюанс необходимо учитывать при работе с металлами и сплавами небольшой и средней пластичности, поскольку при совпадении направления волокон и оси деформации заготовки в процессе штамповки вероятность ее разрушения минимальна. Если направления не совпадают, частицы металла могут расслаиваться, приводя к возникновению неисправимых дефектов.

Согласно правилам гибки металла до начала обработки требуется:

сравнить предельный радиус гиба с фактической толщиной детали;
уточнить направление волокон металла;
выяснить, каков предел текучести материала заготовки;
уточнить, насколько допустимо отклонение конфигурации готовой детали.

Уточнение перечисленных данных необходимо при работе с тонколистовыми металлами. Правила гибки труб и ряда разновидностей профильных металлов (кругов, шестигранников, уголков и т. д.) требуют уточнения допустимой относительной деформации готовой детали.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Гибка металлов не является энергоемкой штамповочной операцией. В процессе обработки не требуется приложения большого усилия, при выборе оборудования следует ориентироваться на такие параметры, как длина рабочей зоны и скорость перемещения деформирующего инструмента. Выполнять гибку тонколистовых металлов зачастую можно при помощи ручных станков – профилегибов, трубогибов и др.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Правила гибки металла и специфика его деформации требует использования станков с пониженным числом ходов. В связи с этим более предпочтительными являются не гидравлические, а механические кривошипные прессы. Например, профилирование относится к одному из видов автоматизированной неглубокой гибки.

Основные правила гибки металла

Правила гибки листовых и полосовых металлов требуют точного расположения разметочной риски в тисках. Риска должна находиться на том же уровне, что и губки тисков в сторону изгиба, перекосы недопустимы. Заготовки из полосового металла толще 3 мм изгибают исключительно в сторону неподвижной губки.

В соответствии с правилами, прежде чем приступать к гибке заготовок из полос и прутков (уголков, различной формы скоб, крючков, колец и пр.), требуется предварительный расчет длины деталей и общей длины развертки элементов. В процессе разметки следует отмечать места гиба, пользуясь при необходимости мерными оправками.

Массовое производство деталей типа скоб требует использования оправок, соответствующих размерам деталей, поэтому необходимость в текущей разметке области изгиба отсутствует.

Правила гибки листового и полосового металла с использованием необходимых приспособлений требует работы в соответствии с прилагаемой инструкцией по эксплуатации.

Независимо от используемой технологии гибки газовых или водопроводных труб, шов должен быть на внутренней стороне изгиба.

Правила гибки металла вручную

Для работы с небольшими по размеру деталями используют тиски. Заготовку с вкладышем или оправкой, в точности повторяющими форму изгибаемого элемента, фиксируют в тисках, а затем ударами молотка огибают по вкладышу. Если необходимо выполнить гибку детали сложной конфигурации и после первоначальной операции невозможно зафиксировать деталь тисками, используются вставки.

Во избежание повреждения заготовок из-за рифленой поверхности тисков, пользуются нагубниками – уголками, изготовленными из мягких материалов (мягкой стали, латуни). При работе с заготовками, которые невозможно зафиксировать между губками, в тиски вставляют оправку или вкладыш и уже по ним изгибают деталь.

При необходимости обработки единичных заготовок больших размеров их размещают на плитах и огибают по краям плит. Таким образом работают, например, с деталями из листового металла.

Для оптимизации работы с партией таких деталей изготавливается специальное гибочное приспособление.

В соответствии с правилами гибки металла, работа со стальными трубами, диаметр которых составляет 10–30 мм, осуществляется в холодном состоянии. Во избежание образования в процессе обработки складок в сжатой области трубы, в нее засыпают наполнитель (для этой цели используется мелкий сухой песок). Делают это следующим образом: на один из концов трубы устанавливают деревянную заглушку, внутрь засыпают песок, после уплотнения наполнителя второй конец трубы также закрывают заглушкой.

Согласно правилам гибки металлов, для работы с трубами требуются специальные трубогибочные приспособления, в основании которых неподвижно крепится шаблон или ролик. Радиус гибки зависит от радиуса ролика. Второй ролик – изгибающий – крепится к рычагу, поворачивающемуся вокруг оси неподвижного элемента оборудования. На роликах располагаются желобки, размеры которых соответствуют размерам трубы.

Трубу размещают между роликами и фиксируют при помощи скобы. В процессе обработки рычаг поворачивается, в результате чего происходит гибка трубы подвижным роликом по неподвижному на требуемый угол.

Правила безопасности при гибке металла

Правила безопасности при работе с заготовками на листоправильном оборудовании требуют перед началом обработки проверки заземления и исправности ограждающих элементов. Для контроля функционирования пусковых и выключающих устройств необходимо несколько раз запустить станок вхолостую и выключить его.

При правке заготовок с вырезами (окнами) детали подаются за край, а не за вырезы во избежание травмирования мастера, поскольку существует риск затягивания рук в станок. В целях минимизации опасности получения травм при работе необходимо использовать брезентовые рукавицы.

Правила гибки металлов на гибочных станках с ручным приводом требуют предварительной проверки состояния следующих элементов оборудования:

гибочных линеек;
траверсов;
винтового прижима.

Запрещена гибка металла с большей толщиной, чем указано в технической документации к оборудованию.

Обработка металлических изделий на гибочных прессах и профилегибочных установках требует следующих предварительных действий:

обязательного ознакомления с инструкциями, регламентирующими технику безопасности;
проверки состояния заземления;
осмотра ограждений, пусковых и выключающих элементов;
проверки правильности размещения штампов и роликов.

Правка и гибка выполняются с помощью молотка, тщательно закрепленного на ручке. Боек молотка следует проверить на предмет отсутствия трещин, забоин и заусенцев. Насадка молотка на ручку также нуждается в периодической проверке.

Обрезки металла собираются и складируются в специальную тару – это необходимо для минимизации риска травмирования (порезов) ног и рук мастера.

Для очистки листов металла используются сначала металлические щетки, затем ветошь.

Правка выполняется с использованием надежных подкладок, не допускающих скольжения заготовок при ударе.

Рабочие для удержания заготовки должны пользоваться при правке кузнечными клещами.

На одной из заглушек, устанавливаемых на трубу, перед засыпкой песка делается отверстие, через которое будут выходить газы. В противном случае существует вероятность разрыва трубы.

Гибка горячих труб требует использования рукавиц, чтобы не допустить ожогов рук.

Правила безопасности при гибке металла требуют также:

надежной фиксации заготовок в слесарных тисках;
использования исправного оборудования;
размещения оправки и инструментов как можно дальше от края верстака;
расположения левой руки не вблизи места сгиба при работе с проволокой;
аккуратного выполнения гибки во избежание травмирования пальцев рук;
использования рукавиц и застегнутых халатов.

Дефекты, возникающие при нарушении правил гибки металла

Основными изъянами, возникающими при несоблюдении правил гибки металла, являются:

утяжина в зоне изгиба;
трещины;
складки;
неточности размера и формы деталей.

Из-за данного дефекта искажается форма детали и снижается ее прочность. Для ликвидации недостатка предварительно набирается металл в месте изгиба либо высаживается заготовка в процессе обработки.

Они появляются на участке изгиба с внешней стороны заготовки, чаще всего при обработке низкопластичного металла (в холодном или подстывшем состоянии). При гибке, к примеру, холодной дюралюминиевой заготовки не только образуются трещины, но и возможно полное разрушение металла.

Соответствие требованиям важно для заготовок, выполненных из высокоуглеродистых, легированных сталей, сплавов. Правила гибки металла требуют выбора подходящего режима обработки, т. е. оптимальной температуры, схемы обработки, минимального радиуса изгиба, последовательности переходов и т. п.

В случае обработки изделий с большим радиусом изгиба, необходимо минимизировать риск появления складок, концентрирующих напряжение и отрицательно воздействующих на прочность деталей.

Причиной возникновения данного дефекта являются ошибки при определении длины (объема) исходной заготовки. Недочет приводит к тому, что деталь получается большей либо меньшей длины, чем необходимо.

Неточность формы может быть вызвана неправильно подобранными переходами гибки, плохой подготовкой заготовки, неверным выбором инструментов или способа обработки, недостаточным опытом мастера.

Правила гибки металла при дефектах и трудностях обработки

При работе с малопластичными сталями (с содержанием углерода более 0,5 %) сложности возникают из-за пружинения, которое приводит к тому, что конфигурация готовой детали не соответствует чертежу. Пружинение является основной проблемой, которую следует учитывать при определении технологического процесса гибки.

Суть явления заключается в упругом последействии материала, несмотря на снятие рабочей нагрузки. Результатом является искажение формы заготовки (фактический угол пружинения может достигать 12–150°), дефект отрицательно влияет на точность сопряжения готовой детали со смежной.

Ликвидация или уменьшение пружинения возможны следующими приемами:

Компенсацией угла пружинения за счет соответствующего изменения настройки рабочей части пуансона и матрицы. Чтобы способ был эффективным, необходимо знать марку металла/сплава либо характеристики его прочности, в т. ч. предел временного сопротивления. В ряде случаев возникает необходимость в проведении технологических проб на загиб. Так, выяснив, что угол пружинения равен 100°, следует увеличить рабочую кромку пуансона на аналогичный угол.
Изменением рабочего профиля матрицы, что приводит к постоянному контакту заготовки по всей деформируемой длине с активным рабочим инструментом. Это достигается за счет технологических поднутрений или выемок (при возможности) в матрице.
Повышением пластичности металла путем его отжига до начала штамповки. Высокоуглеродистые стали отжигаются при температуре от +570 °С до +6 000 °С, низкоуглеродистые – при +180–2 000 °С.
Гибкой в горячем состоянии, поскольку при повышении температуры металла улучшаются его пластические характеристики. Однако в этом случае необходимо дополнительно очистить и поверхность заготовки, и рабочую плоскость матрицы от окалины после каждого хода пуансона.

При соблюдении правил гибки металла получаются высококачественные изделия, а также минимизируется риск причинения вреда здоровью мастеру, работающему с заготовками.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Деформация металла при сварке

Деформация металла при сварке – это явление, которое приводит к нарушению геометрии изделий и, следовательно, к браку продукции. Подобное может наблюдаться даже в работе опытных сварщиков. Соблюдение ряда правил позволяет снизить вероятность появления деформации и получить качественное и надежное соединение.

Существует множество причин возникновения деформации металла при сварке. О том, с чем они связаны, какие меры принимают для профилактики этого явления и что делают для исправления, читайте в нашем материале.

Причины деформации металла при сварке

Если на металлический предмет оказывается механическое воздействие, то в нем возникают напряжение и искажение. Первое характеризуется силой давления, оказываемой на единицу площади. Второе – нарушением габаритов и формы изделия из-за силового воздействия.

Напряжения появляются в деталях под влиянием практически любого усилия. Это может быть растягивание, изгиб, сжимание или резка. В ходе сварки следует внимательно следить за показателями как деформации, так и напряжения. Если превысить допустимые значения, то конструкция (частично или полностью) может разрушиться.

Сварочные деформации возникают под влиянием различного рода напряжений, появляющихся внутри изделия. Основные причины их появления специалисты объединяют в две большие группы: основные, которые считаются неизбежными и постоянно появляются в ходе сварки, а также сопутствующие, устранение которых вполне возможно.

К основным причинам возникновения деформации и напряжения в ходе сварочных работ относят следующие:

Структурные видоизменения, которые, влияя на металл, вызывают напряжения (растягивающие и сжимающие). Происходит это в ходе охлаждения деталей из легированных или высокоуглеродистых стальных сплавов. При этом размеры изделия, а также зернистая структура материала нарушаются. В итоге изначальный объем изменяется, что приводит к увеличению напряжения внутри детали.
Неравномерный прогрев. Первичному нагреву в ходе сварочных работ подлежит только рабочая зона изделия. По мере увеличения температуры материал расширяется, воздействуя на мало прогретые слои металла. При прерывистом прогреве концентрация напряжений сварного шва достигает высоких значений. Ее показатель зависит от рабочей температуры, теплопроводности материала и уровня линейного расширения.
Литейная усадка. Она происходит в ходе кристаллизации материала, характеризуется уменьшением объема металла, возникает из-за сварочного напряжения (продольного и поперечного), которое появляется в процессе усадки расплава.

Сварочное напряжение могут вызвать не только механические воздействия. Сплавам различных металлов вообще свойственны свои деформации и напряжения. Они делятся на временные и на остаточные. Пластичная деформация металла при сварке вызывает остаточные, не исчезающие и после остывания материала. Временные же возникают при сварке прочно закрепленной детали.

К побочным или сопутствующим деформациям при проведении сварочных работ можно отнести:

любые отклонения от нормативов в технологическом процессе – примером может быть плохая подготовка детали к сварке, неправильный выбор электрода, нарушение режима сварочного процесса и пр.;
несоответствия и ошибки, допущенные в конструировании изделия, – это могут быть неверно выбранный тип шва, часто расположенные соединения, малый зазор между сварными швами и пр.;
низкий профессионализм и небольшой опыт мастера.

Концентрацию напряжений в сварном шве может вызвать практически любая ошибка. Из-за них возникают технологические дефекты соединения: непровары, трещины, пузыри и прочий брак.

Виды деформаций металла после сварки

Существует несколько видов напряжений. Они отличаются временным интервалом (периодом действия), характером появления и прочими факторами.

Ниже представлена таблица возможных напряжений (какие встречаются и из-за чего появляются в сварном шве).

По причинам возникновения

Неравномерность прогрева, возникающая из-за перепада температуры при сварке

В случае нагрева металла выше максимально установленной температуры происходят изменения в структуре материала

По времени существования

Возникает в ходе фазовых видоизменений, но в процессе остывания уходит

Остается в деталях и после устранения причин возникновения

По задействованной площади

Имеющееся во всей конструкции

Проявляющееся исключительно в зернах структуры металла

Присутствующее в кристаллической решетке материала

По направленности воздействия

Появляется по линии шва

Размещается поперек оси соединения

По состоянию напряжения

Происходит только в одном направлении

Распространяется на два различных направления

Воздействие происходит по трем осям

В ходе сварочного процесса происходят следующие виды деформации:

Местные и общие. При местных деформациях изменениям подвержены только части конструкции. Общие же деформируют изделие полностью и сразу, меняя его размеры и искривляя геометрическую ось.
Временные и конечные. Остаточные (конечные) деформации остаются в изделии даже после его охлаждения, а временные появляются в отдельные моменты времени.
Упругие и пластичные. При восстановлении формы и габаритов изделия по окончании сварки деформация считается упругой. При наличии постоянных дефектов – пластичной.

Материал может быть деформирован вне плоскости сварного изделия или внутри него.

Разнонаправленность сил, действующих относительно сечения материала, приводит к возникновению различных напряжений: сжатия либо изгиба, растяжения, кручения, среза.

Тестирование сварных швов и расчет деформаций металла при сварке

Швы обязательно проходят тестирование на надежность и прочность соединений. В ходе проверки проверяется также наличие дефектов. Это позволяет быстро обнаружить и устранить возникший в процессе сварки брак.

Существует несколько типов контроля, позволяющих найти изъяны:

разрушающий – процесс, который часто используется на промышленных предприятиях, дает возможность провести проверку физических свойств шва;
неразрушающий – включает внешний осмотр шва, ультразвуковую или магнитную дефектоскопию, капиллярный метод, проверку проницаемости и прочие методы.

Важным в изготовлении сварных конструкций является определение вероятных напряжений и деформаций в ходе работ. Причина заключается в том, что они изменяют форму и размер изделия, снижают его прочность, что приводит к изменениям в эксплуатационных качествах конструкции далеко не в лучшую сторону.

Необходимо проводить тщательный расчет деформаций и напряжений при различных процессах сварки, правильно запланировать последовательность операций для того, чтобы в результате на конструкцию воздействовало минимум напряжений, а количество дефектов стремилось к нулю.

Способы устранения деформации металла при сварке

Убрать деформацию материала, возникшую в ходе сварки, можно с помощью правки. Она бывает холодной механической, термомеханической и термической, включающей как местный, так и общий нагрев. Перед проведением последнего изделие жестко фиксируют в устройстве, оказывающем давление на изменяемые части конструкции. Затем оно размещается в разогревающей печи.

Суть термического метода заключается в сжимании металла при его охлаждении. Происходит процесс разогрева растянутого участка горелкой или дугой. При этом окружающий место разогрева материал должен оставаться холодным, что не дает значительно расшириться горячему участку. Далее при остывании изделия происходит постепенное выпрямление конструкции. Больше всего данный метод подходит для устранения деформаций балок, полос листового материала и пр.

Принцип холодной правки заключается в постоянном воздействии на изделие нагрузок. Для этого используют различные прессы и валки, существующие для прокатки по ним длинных конструкций. Для исправления деформаций растянутых конструкций применяют термическую правку. Сначала происходит сбор лишнего металла, а затем – разогрев проблемного места.

Сложно сказать, какой из методов является предпочтительным. Для каждого вида, места (снаружи или изнутри), особенностей деформации и напряжения, а также габаритов и формы изделия существуют свои способы их устранения. Важным являются трудозатраты и эффективность метода.

Способы избежать деформации металла при сварке

Устранение проблем значительно сложнее их предупреждения. Эта аксиома в равной степени относится и к сварке. Брак всегда приводит к дополнительным финансовым вложениям. Для его предотвращения необходимо сосредоточиться на мерах, помогающих бороться с деформациями и напряжениями.

Отвечая на вопрос о том, как избежать деформации при сварке листового металла или свести ее к минимуму, следует запомнить связь между причинами появления и мерами предупреждения. Следовательно, перед началом работ необходимо все тщательно рассчитать и подготовиться. Только после окончания данного этапа можно будет проводить сварку металлических конструкций.

Сила, приложенная к конструкции, прямо пропорциональна степени ее деформации. Значит, чем большая сила воздействует на изделие, тем значительнее его деформация.

Данные виды разогрева способствуют улучшению качественных характеристик как самого сварного соединения, так и участков, расположенных в непосредственной близости от него. Кроме того, уменьшаются пластические деформации и остаточное напряжение. Этот метод чаще всего используют для сплавов, которые имеют склонность к закалке и появлению кристаллизационных трещин.

При протяженности более 1 000 мм шов разбивается на части длиной от 100 до 150 мм. Новое соединение создается в противоположную от основной сварки сторону. При этом металл разогревается более равномерно, что снижает деформацию. Данный способ не является методом последовательного наложения.

Проковке подлежит и нагретый, и холодный материал. Удар как бы разжимает металл в стороны. Тем самым снижается напряжение растягивания. Данный метод не используется на конструкциях, сделанных из металла, склонного к возникновению в нем закалочных структур.

Суть метода заключается в том, чтобы подобрать порядок, в котором нужно будет делать швы. Новый шов должен обязательно создать деформацию, которая будет противодействовать предыдущему. Этот способ часто применяется при сварке двусторонних соединений.

Сварка предваряется прочным и жестким креплением изделия в кондукторах. После завершения процесса конструкция полностью охлаждается, после чего вынимается из крепежа. Существенным недостатком метода является вероятность возникновения внутреннего напряжения изделия.

Сварка без деформации металла может быть проведена с помощью термической обработки. При этом существенно улучшаются характеристики соединения и окружающего его металла, снижается напряжение внутри изделия и выравнивается структура шва. Отпуск, отжиг (состоящий из низкотемпературного или полного) и нормализация – это операции, составляющие термическую обработку металла.

Нормализация считается оптимальным способом обработки швов изделий, выполненных из низкоуглеродистых сталей.

Почему при сварке металла возникают деформации — и как бороться с ними?

Деформации металла при сварке — жуткая вещь. Вот вроде бы все идет хорошо, деталь практически готова, а потом раз — а ее всю перекосило, как Пизанскую башню.

Неопытный производственник обвинит в этом сварщика и его кривые руки. Однако то неопытный производственник. Опытный же производственник понимает, что деформаций металла при сварке в большинстве случаев в принципе невозможно избежать.

Можно сделать их незаметными и ни на что не влияющими — однако думать над этим должен не сварщик, а тот, кто дает ему задание. Бывают задания, которые в любом случае приведут к деформации. Даже если работать будет сварщик шестого разряда. Да даже если бы в природе существовал сварщик тридцать шестого разряда — и работал бы именно он.

Давайте разберемся, почему при сварке металла возникают деформации и как можно бороться с ними.

Видео зачистки сварных швов от «Металл‑Кейс»

Деформации или «поводки» — естественная реакция металла на сварку

Вы знаете, что любые вещества изменяют объем под воздействием температуры. Объем пара больше, чем объем получающейся из него воды. Объем воды больше, чем объем получающегося из нее льда. Так вот — металлы при нагревании изменяют свой объем весьма активно.

А теперь представьте себе паззл. Да, картинку‑головоломку из кусочков одинакового размера с выемками, которые цепляются друг за друга. Это — наше металлическое изделие с его внутренними связями.

А теперь один кусочек паззла — то есть один участок металла — внезапно нагреется до огромной температуры. Сколько там у нас температура катодного пятна, градусов Цельсия? Окей (для правильного понимания напомню, что температура горения дерева обычно не превышает 1000 градусов, а бензина — 1400 градусов). При этом соседние кусочки паззла, естественно, начнут нагреваться от него — чем дальше, тем меньше. А на удаленных от зоны сварки частях достаточно большой детали сохранится температура порядка 25 градусов, которая была в помещении до начала работы.

И каждый из кусочков изменит свой размер в соответствии с принятой температурой.

Вы понимаете, что такой паззл было бы просто невозможно собрать — кусочки просто не подходят друг к другу по размеру. Однако проблема в том, что он уже собран.

И участки металла с различной температурой начинают давить друг на друга — или, наоборот, растягивать друг друга. Это называется напряжением металла. Когда напряжение дойдет до критического порога, металл снимет его так, как умеет — произойдет деформация.

А вот пример корпуса производства «Металл‑Кейс»:

Методы борьбы со сварочными деформациями

Разумный расчет — главный метод борьбы с деформациями при сварке

Самое важное здесь для производственника, который заказывает ту или иную деталь или корпус со сваркой — не упереться, когда ему скажут «а давайте изменим количество и протяженность швов — иначе металл может повести».

К сожалению, многие отвечают «а давайте без давайте» — и получают на выходе деформированную, ненадежную или, в лучшем случае, существенно подорожавшую деталь.

На практике часто достаточно заменить единый сварной шов на гиб — или на надежную последовательность коротких швов. В первом случае деформаций не будет никаких — они там в принципе невозможны. Во втором случае напряжение будет, но не дойдет до той точки, когда деталь поведет.

Дополнительные методы устранения сварочных деформаций металла

Разумный способ сварки. Существуют хитрые способы сварки, позволяющие минимизировать деформации — например, каскадный и обратноступенчатый. Суть их — в том, что длинный шов как бы состоит из множества коротких. И каждый короткий накладывается так, чтобы образовать напряжение, противоположное напряжению предыдущего. В результате после длинной и хорошо рассчитанной цепи мини‑деформаций деталь суммарно оказывается такой же, как была.
Подогрев детали. Да, гениально и просто. К сожалению, работает не всегда и бывает дорого. Суть в том, что перед/во время/иногда даже после сварки деталь разогревается вся целиком. И расширяется — вся. Соответственно, перепад температур и объемов между рабочей зоной и остальными будет существенно меньше.
Термическая и механическая правка детали после сварки. Есть, конечно, свои ограничения. Главным образом — то, что эти методы эффективнее работают с остаточным напряжением, которое накопилось в детали за время процесса. Уже свершившиеся деформации исправляются не очень хорошо. А проблема механической правки — еще и в том, что она сама по себе может подпортить прочность изделия.

Выводы — что делать, когда металл ведет?

Самое лучшее средство против поводок (деформаций) металла при сварке — разумный расчет процесса сварки, понимание свойств металла, снижение количества и протяженности швов до действительно необходимого минимума и грамотное распределение их.

Остальные средства помогают избавиться от остатков проблемы, но до них лучше просто не доводить.

В «Металл‑Кейс» мы приняли этот принцип на вооружение и используем его для наших клиентов. Именно поэтому множества проблем со сваркой, которые характерны для работ других поставщиков, наши клиенты просто не знают.

Хотите тоже забыть об этих проблемах? Давайте обсудим это предметно. Звоните нам по телефону — или пишите на почту . Если вы находитесь не в Петербурге, самым удобным способом для вас будет заказ нашего ответного звонка через кнопку «быстрый расчет стоимости» ниже — так вам еще и не придется тратить деньги на телефоне на межгород.

P.S. Да, звонить не из Петербурга тоже имеет смысл. Наше производство находится на мощнейшем транспортном узле — так что логистика «от нас — в ваш регион» часто оказывается проще, чем логистика «внутри вашего региона».

Лазерная резка нержавеющей стали — возможности и преимущества Лазерная резка нержавеющей стали — один из самых прогрессивных методов обработки этого металла. У лазерной резки есть свои неоспоримые преимущества, за которые многие производственники.

Шелкография на металле в СПб — что можно нанести на металлические детали? Метод шелкографии на металле позволяет получать надписи и изображения на металлических корпусах и деталях. Элементы получаются стойкими и красивыми — не приходится.

Лазерная резка алюминия — как это делается? Любой листовой металл можно нарезать для дальнейшей работы разными способами. Нельзя сказать, что какой‑то из них «всегда лучший» или «всегда худший». У них.

Сварка оцинковки в СПб — как делается и где заказать? В «Металл‑Кейс» мы производим на заказ детали и корпуса из различных видов листового металла — от обычной черной стали до.

Читайте также: