Почему металл коробится после сварки и как предотвратить деформацию заготовки

При сварочных работах металл заготовки может коробиться (заготовка деформируется) вследствие неравномерного нагрева и охлаждения во время процесса. Деформация может быть совершенно различной. Заготовка может гнуться, швы и кромки сдвигаются в сторону.

Причины деформации после сварки

В процессе сварочных работ определённая зона изделия нагревается до температуры плавления или почти до такой температуры, остальная часть детали остается менее нагретой. Это и есть основная причина коробления. Это приводит к следующим эффектам:

Термическое расширение. Нагретый до большой температуры материал, из которого изготовлено изделие, расширяется, но нагревается лишь небольшая часть заготовки, фиксированная холодными зонами. Расширение заготовки при сварке осуществляется в ограниченном объеме, материал детали как бы расширяется, но двинуться в стороны он не может.
Сжатие металла заготовки во время охлаждения. Сварочная ванночка застывает, металл начинает, как бы сжиматься сильнее, нежели окружающий металл. Это приводит к внутренним напряжениям, которые растягивают заготовку, изгибают её, смещают в сторону.

Что может стать причиной сильной деформации

Некоторые факторы усиливающие деформацию во время сварки:

Толщина и геометрия. Например, если сварке подвергается тонкий лист, тогда он будет изгибаться сильнее. Крупные изделия, подвергающиеся сварке, накапливают большие напряжения.
Режимы. Сильное коробление является причиной высоких токов и причиной уменьшения скорости.
Особенности материала изделия. Нержавеющая сталь подвержена короблению больше из-за низкой теплопроводности. Алюминий коробится по причине сильной теплоемкости и практически моментального расширения.
Детали в процессе сварочных работ неправильно зафиксированы. При жесткой фиксации, напряжению подвергается вся деталь. Если она недостаточно закреплена, кромки «уезжают» в результате нагрева.

Методы предотвращения

Каким образом можно свести деформации в процессе сварки к минимуму. Это следующие способы, которые используют опытные сварщики:

Предварительный разогрев детали перед проведением сварочных работ. Это приводит к минимальному температурному перепаду, и как следствие, к снижению внутренних напряжений.
Осуществлять прерывистую сварку. Опытный профессиональный сварщик накладывает короткие участки и делает паузы. Это приводит к уменьшению до минимума перегрева. Такая методика используется для тонких листов.
Симметричное наложение швов. Изделие подвергается сварке с двух сторон по очереди. Это приводит к компенсации деформаций.
Также можно использовать струбцины или специальные прихватки для жесткой фиксации. Как следствие, смещение минимально.
Контролируемое охлаждение. К примеру, сварщик может использовать покрытие шва специальной термической прокладкой или медной подложкой. Это отводит избыточное тепло.
Можно заложить возможные деформации предварительно в проект.

Таким образом, в статье мы объяснили, почему металл коробится в процессе сварочных работ и дали советы по сведению к минимуму возможных деформаций.

Специалисты компании «Интера» знают все тонкости сварочного процесса, которые позволят избежать деформации заготовки в результате выполнения сварочных работ.