Παραμορφώσεις σε συγκολλήσεις

Question 1

Ποιες είναι οι μεταβολές διαστάσεων στις οποίες οφείλονται οι παραμορφώσεις σε συγκολλητές κατασκευές;

Answer 1

1) Εγκάρσια συστολή (κάθετη στη γραμμή της συγκόλλησης)
2) Διαμήκης συστολή (παράλληλη στη γραμμή της συγκόλλησης)
3) Γωνιακή παραμόρφωση (περιστροφή γύρω από τη γραμμή της συγκόλλησης

Question 2

Ποια είναι τα είδη των παραμορφώσεων σε συγκολλητές κατασκευές;

Answer 2

1) Εγκάρσια συστολή (συστολή κάθετα στη ΓΣ)
2) Γωνιακή μεταβολή (ανομοιομορφία θερμοκρασιών κατά το πάχος)
3) Περιστροφική παραμόρφωση (γωνιακή παραμόρφωση στο επίπεδο του ελάσματος οφειλόμενο σε θερμική διαστολή)
4) Διαμήκης συστολή (συστολή παράλληλα στη ΓΣ)
5) Διαμήκης καμπτική παραμόρφωση (σε επίπεδο που περιέχει τη ΓΣ και είναι καθετο στο έλασμα)
6) Λυγισμός (σε λεπτά ελάσματα λόγω θλιπτικών ΠΤ)

Question 3

Ελαχιστοποίηση των παραμορφώσεων σε συγκολλήσεις

Answer 3

• Αδύνατη η ανάπτυξη μεθόδου με μηδενικές παραμορφώσεις

- παράγοντες: ακολουθία ανέγερσης, βαθμός περιορισμού, γεωμετρία ραφής κλπ

Question 4

Παράμετροι που επηρεάζουν τις παραμορφώσεις

Answer 4

1) Παράμετροι κατασκευής (γεωμετρία κατασκευής, πάχος ελασμάτων, τύπος ραφής)
2) Παράμετροι υλικού (τύπος και συνθήκες ΒΜ και ΠΜ)
3) Παράμετροι ανέγερσης (μέθοδος συγκόλλησης, ακολουθία συγκόλλησης, ακολουθία ανέγερσης)

Question 5

Εγκάρσια συστολή σε butt welds

Answer 5

• Αν και εμφανίζεται ομοιόμορφα στο μήκος της συγκόλλησης η κατανομή είναι ανομοιόμορφη ειδικά σε μεγάλα μήκη.
• Βασικοί παράγοντες: μη ύπαρξη σταθερού βαθμού περιορισμού, περιστροφική παραμόρφωση

Question 6

Μηχανισμός εγκάρσιας συστολής

Answer 6

Η εγκάρσια συστολή οφείλεται σε συρρίκνωση του ΒΜ. Κατά τη συγκόλληση το ΒΜ διαστέλλεται αλλά όταν το ΜΣ στερεοποιείται το ΒΜ πρέπει να συρρικνωθεί.

Question 7

Επίδραση παραγόντων στην εγκάρσια συστολή

Answer 7

1) Μειώνεται με αύξηση πάχους ελασμάτων
2) Εξαρτάται από το υλικό του ΒΜ (το Al μεγαλύτερη εγκάρσια συστολή από St λόγω μεγαλύτερων συντελεστών θερμικής διαστολής)
3) Μειώνεται με αύξηση εξωτερικού περιορισμού

Question 8

Αρχές για μείωση εγκάρσιας συστολής

Answer 8

1) Μείωση του βάρους του ΜΣ
2) Μείωση της κλίσης
3) Μείωση της εγκάρσιας συστολής μετά την πρώτη στρώση

Question 9

Τρόποι μείωσης εγκάρσιας συστολής

Answer 9

1) Μείωση ανοίγματος ακμών στη ρίζα (λόγω μιρκότερης μάζας ΜΣ, το V πιο επιρρεπές από το X)
2) Αύξηση διαμέτρου ηλεκτροδίου ειδικά στην πρώτη στρώση

Question 10

Περιστροφική παραμόρφωση και εγκάρσια συστολή

Answer 10

-Με επενδεδυμένα ηλεκτρόδια και χαμηλή ταχύτητα παρατηρείται προσέγγιση ακμών στο μη συγκολλημένο τμήμα. Σε βυθισμένο τόξο παρατηρείται απομάκρυνση ακμών.

Question 11

Συνέπειες περιστροφικής παραμόρφωσης

Answer 11

1) Μεγάλα ποσά περιστροφικής παραμόρφωσης είναι επικίνδυνα σε μεγάλα μήκη συγκολλήσεων και πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν. (Οι περισσότρες περιστροφικές παραμορφώσεις στο πρώτο πάσσο)
2) Η αναπτυσσόμενη δύναμη κατά την περιστροφική παραμόρφωση μπορεί να σπάσει τα πονταρίσματα ή το ΜΣ

Question 12

Εγκάρσια συστολή σε αυχενικές συγκολλήσεις

Answer 12

Μικρότερη εγκάρσια συστολή σε σχέση με τις butt welds

Question 13

Γωνιακή μεταβολή σε butt welds

Answer 13

• Οφείλεται σε ανομοιομορφη κατανομή της εγκάρσιας συστολής κατά το πάχος
• Παράμετροι: μορφή ραφής, βάθος περιορισμού

Question 14

Γωνιακή μεταβολή σε αυχενικές συγκολλήσεις

Answer 14

• Μονοδιάστατη θεώρηση (θεωρούμε μικρό πλάτος -y διεύθυνση)
• Σε ελεύθερη ένωση το έλασμα δημιουργεί σημείο κάμψης σε κάθε ένωση και σχηματίζει πολυγωνική γραμμή
• Παρουσία περιορισμού η παραμόρφωση είναι κυματοειδής μεταξύ των ενισχυτικών
• Παρατηρείται κρίσιμη περιοχή παχών που μεγιστοποιείται η γωνιακή μεταβολή. Πριν απο αυτή έχουμε πιο ομοιόμορφη θερμοκρασιακή κατανομή κατά το πάχος άρα μικρότερες καμπτικές ροπές. Μετά από αυτή, έχουμε αύξηση ακαμψίας του ελάσματος.

Question 15

Μείωση της γωνιακής μεταβολής με προένταση

Answer 15

Αρχή: Πρόσδοση στο έλασμα αρχικής παραμόρφωσης στην αντίθετη διεύθυνση
Μέθοδοι:
1)Πλαστική αρχική κάμψη (πρόσδοση αρχικού βέλους κάμψης οπότε τελικά παίρνουμε μηδενική γων. μετ)
2)Ελαστική προένταση (χρήση σφιγκτήρων και με σωστή ποσότητα προένταση μετά την αφαίρεσή τους έχουμε μηδενική γωνιακή μεταβολή)

Πιο αποτελεσματική η 2η, διότι με περιορισμό έχουμε μικρότερη γωνιακή μεταβολή απότι χωρίς

Question 16

Διαμήκης συστολή σε butt welds

Answer 16

Πολύ μικρότερη από την εγκάρσια, ίση με L/1000

Question 17

Διαμήκης καμπτική παραμόρφωση σε διατομές Τ και διπλού Τ

Answer 17

• Όταν η ΓΣ δε συμπίπτει με τον ΟΑ της κατασκευής η διαμήκης συστολή επάγει καμπτικές ροπές άρα και καμπτική παραμόρφωση.
• Σε Τ η παραμόρφωση αυξάνεται με κάθε προσθήκη στρώσης.
• Σε διπλό Τ η παραμόρφωση αυξάνεται κατά τη συγκόλληση του κάτω πέλματος Α και μειώνεται κατά τη συγκόλληση του πάνω πέλματος Β. Στη συγκόλληση Β μικρότερες παραμορφώσεις από Α άρα τελικά μη μηδενική παραμόρφωση της δοκού.
• Οφείλεται στη διαφορετική ανθιστάμενη διατομή της δοκού. Στην Α το πέλμα συγκρατείται μόνο από πονταρίσματα, στη Β και τα δύο πέλματα αντιστέκονται στην παραμόρφωση.

Question 18

Επίδραση υλικού στις διαμήκεις καμπτικές παραμορφώσεις

Answer 18

-Μικρότερες στο Al σε σχέση με το St λόγω μεγαλύτερου συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας άρα και πιο ομοιόμορφες θερμοκρασιακές κατανομές.

Question 19

Παραμόρφωση λυγισμού

Answer 19

• Οφείλεται σε θλιπτικές ΠΤ σε περιοχές μακριά από τη συγκόλληση
• Παράμετρος: κρίσιμη τιμή προσδιδόμενης θερμότητας κάτω από την οποία δεν έχουμε λυγισμό λόγω συγκόλλησης. Η παράμετρος μειώνεται με μείωση του πάχους και αύξηση του ανυποστήρικτου μήκους
• Αποφυγή: εφελκυστική τάση κατά την συγκόλληση

Question 20

Μέθοδοι μείωσης των παραμορφώσεων λόγω συγκόλλησης

Answer 20

• Αλλαγές στις διαστάσεις
• Διαμόρφωση ακμών
• Σωστή επιλογή μεθόδου
• Σωστή συγκόλληση πολλαπλών στρώσεων
• Χρήση περιορισμών
• Σωστή ακολουθία συγκόλλησης
• Σφυρόκρουση
• Προθέρμανση

Question 21

Διαστάσεις και μείωση των παραμορφώσεων

Answer 21

• ΠΑΧΟΣ: επηρεάζει τη γωνιακή μεταβολή στιες αυχενικές (υπάρχει τιμή του πάχους για μέγιστη γων.μετ). Μικρό πάχος οδηγεί σε λυγισμό.
• ΜΗΚΟΣ: σε μακριές δοκούς Τ ή διπλού Τ πολύ πιθανή η διαμήκης καμπτική παραμόρφωση

Question 22

Διαμόρφωση ακμών και μείωση παραμορφώσεων

Answer 22

Με μείωση μάζας του ΜΣ στα ελάχιστα δυνατά επίπεδα μειώνονται οι παραμορφώσεις άρα χρειάζεται και κατάλληλη διαμόρφωση ακμών. (Το X καλύτερο από το V)

Question 23

Μέθοδος και συνθήκες συγκόλλησης και μείωση παραμορφώσεων

Answer 23

• Όσο λιγότερη θερμότητα απαιτείται για την ένωση τόσο μικρότερες παραμορφώσεις. (Καλές μέθοδοι: Narrow Gap, LBW, EBW)
• Σε εγκάρσια συστολή πρέπει να εμποδιστεί η μεταφορά θερμότητας σε μεγάλη περιοχή του ΜΒ πριν τη στερεοποίηση
• Για αυχενικές συγκολλήσεις για μείωση της γων.μετ. πρέπει να είναι μειωμένη η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο πλευρών του ελάσματος
• Για αποφυγή διαμήκους καμπτικής παραμόρφωσης τοποθέτηση του ΜΣ κοντά στον ΟΑ και μείωση της μάζας του ΜΣ.

Question 24

Συγκόλληση πολλών στρώσεων και μείωση παραμορφώσεων

Answer 24

-Μεγάλο ποσό της εγκάρσιας συστολής γίνεται στις 2 πρώτες στρώσεις για αυτό γίνεται χρήση ηλεκτροδίων μεγάλης διαμέτρου σε αυτές για μείωση της εγκάρσιας συστολής.