Odkształcenia spawalnicze to zmiany powstałe w procesie cieplnym spawania w wyniku, których element ulega zniekształceniu, deformacji zmieniając swój kształt oraz wymiar. Nieuwzględnienie odkształceń spawalniczych na etapie wytwarzania konstrukcji stalowych niesie ze sobą poważne konsekwencje. Zmiany powstałe w wyniku odkształceń spawalniczych mogą obniżać właściwości użytkowe i estetyczne wyrobu, a także mieć bezpośredni wpływ na montaż konstrukcji. Co wpływa na wartość odkształceń spawalniczych oraz jakie są ich rodzaje? O tym wszystkim w dalszej części artykułu.
Co wpływa na odkształcenia spawalnicze?
Wielkość odkształceń spawalniczych zależy od wielu czynników takich jak:
- geometria spawanego elementu (przekrój poprzeczny, wymiary, grubość),
- sztywność spawanych elementów,
- właściwości cieplno-mechaniczne materiału spawanego,
- energia liniowa,
- technologia spawania (np. kolejność spawania, długość spoin).
Rodzaje odkształceń spawalniczych
- Wygięcie czyli zmiana kształtu elementu powstaje w wyniku odkształceń wzdłużnych lub poprzecznych spoin. Odkształcenia tego typu można się spodziewać w przypadku długich spoin lub gdy spoina znajduje się poza środkiem ciężkości przekroju poprzecznego spawanych elementów. Wartość wygięcia określa się na podstawie promienia krzywizny, kąta bądź strzałki wygięcia. Odkształcenia tego typu można usunąć poprzez podgrzewanie elementów.
- Odkształcenia wzdłużne czyli zmiana liniowych wymiarów elementów powstająca wzdłuż osi spoiny. Główną przyczyną powstawania takich odkształceń jest skurcz cieplny spoiny oraz materiału w jej sąsiedztwie. Aby uniknąć odkształceń wzdłużnych należy zadbać o technologię spawania ponieważ usunięcie tego typu odkształceń może być niemożliwe.
- Odkształcenia poprzeczne to zmiana liniowych wymiarów w elemencie w kierunku prostopadłym do osi spoiny w wyniku nierównomiernego rozkładu temperatury w procesie spawania powodując niejednorodny skurcz spoiny. Aby uniknąć odkształceń wzdłużnych należy zadbać o technologię spawania ponieważ usunięcie tego typu odkształceń może być niemożliwe.
- Skręcanie – odkształcenie powstaje zwykle w długich elementach, w których podczas wykonywania spoin wzdłużnych dochodzi do skręcenia elementu. Wartość odkształcenia określa się na podstawie kąta obrotu powstałego pomiędzy łączonymi przekrojami poprzecznymi. Pojawienie się takich odkształceń zazwyczaj nie powoduje dużych odchyleń.
- Odkształcenie kątowe następuje w wyniku skurczu plastycznego poprzecznego spoiny oraz strefy przyspoinowej. Wielkość odkształcenia kątowego zależy od kąta rozwarcia rowka spoin w związku z tym większe odkształcenie wystąpi w przypadku spoin pachwinowych niż w spoinach czołowych. Wartość odkształcenia określa się na podstawie odchylenia od kąta pomiędzy łączonymi elementami. Opracowanie technologii spawania pozwala na minimalizację powstania odkształceń kątowych.
- Utrata płaskości czyli powstanie zniekształceń, sfalowań, wypaczeń bądź zwichrzenia płaszczyzny łączonych elementów. Odkształcenia tego typu powstają najczęściej w przypadku połączeń doczołowych cienkich elementów o małej sztywności np. dwóch blach.
Literatura:
[1] Ferenc K. „Spawalnictwo” Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2007.
