ТЕРМІЧНЕ ДЕФОРМУВАННЯ ТОВСТОЛИСТОВИХ КОНСТРУКЦІЙ

Анотація

В металургійних і зварювальних технологіях існує проблема теплової деформації сталевих виробів. Зміна форми виробу навіть на невеликій ділянці робочої поверхні може значно вплинути на коректність виконання технології його використання, а також на службові характеристики та термін його служби. Для ліквідації залишкових деформацій в сталевих заготівках розроблені рекомендації з використанням принципів термічної правки. Проте в них не конкретизовані максимальні розміри по товщині заготівок, які можуть використовуватися для виправлення геометричних розмірів. Проте на виробництві, наприклад, в металургійній галузі, виникає необхідність виправити дефекти форми у виробах значної товщини. Найбільш економічним способом є термічна правка, коли процес зміни форми забезпечується за рахунок місцевого нагріву металу. В результаті операції правки за рахунок місцевої пластичної деформації можливо забезпечити зміну форми листових заготівок, профільного прокату та інших виробів. При цьому вільні деформації нагрітої ділянки виробу обмежені навколишніми областями холодного металу, який має більш високі механічні властивості, тобто має найбільшу міцність і жорсткість. Місцевий нагрів полум'ям виробів, що деформуються, виконують так, щоб в нагрітій зоні виникла напруга стискування, яка повинна перевищити межу плинності. В цьому випадку після охолодження виробу відбувається скорочення розмірів нагрітої ділянки. При цьому металева заготівка на ділянці нерівномірного нагріву працює в режимі «термічного біметалу», тобто має два шари з різними властивостями і відповідно - різним подовженням шарів. За рахунок стискування нагрітої ділянки навколишніми холодними ділянками саме й здійснюється процес пластичної деформації. В той же час у відомих рекомендаціях не вказуються межі зміни товщини заготівок для термічної правки, та пристосування рекомендацій для виробів значної товщини. Аналіз процесу термічного деформування показує, що необхідно дотримуватися певного співвідношення між об'ємом нагрітого металу (орієнтовно до температури 650-700оС) та об'ємом навколишнього більш холодного металу. Для листових заготівок це співвідношення простіше виражати через товщину нагрітої частини заготівки R1 та ненагрітій частині R2. Цілеспрямована деформація металевих заготівель можлива лише при співвідношенні R1/R2 = 0,1...0,25. У масивних тілах відбувається безперервний процес вирівнювання температури, відповідно до класичного рівняння теплопровідності. Тому при використанні загальновідомих рекомендацій по виправленню дефектів форми заготівок в них треба вносити уточнення в технологію обробки для товщини більше 50 мм.