Основные составные части кузова пассажирских и грузовых вагонов (рама, боковые и торцовые стены, крыша) представляют собой сложные крупногабаритные конструкции, которые состоят из элементов, соединенных между собой сваркой.
Процесс сварки элементов сопровождается их неравномерным нагревом. Зоны, прилегающие к сварному шву, значительно нагреваются теплом дуги, а затем охлаждаются по мере распространения тепла в соседние зоны.
В результате местного нагрева и последующего охлаждения происходят объемные изменения металла, которые сопровождаются появлением сварочных деформаций и напряжений и изменением положения сварной конструкции в пространстве.
Остаточные деформации в большинстве случаев затрудняют сборку элементов сварных конструкций, а в отдельных случаях делают ее невозможной без предварительной правки.
При искажении формы конструкции от сварки ухудшается и ее внешний вид.
Известны различные способы регулирования и предупреждения сварочных деформаций на всех стадиях изготовления металлоконструкций: до сварки, в момент сварки и после сварки.
До сварки целесообразно использовать рациональное конструирование, при котором необходимо предусматривать минимально допустимые площади сечения сварных швов и виды сварки, уменьшающие термическое воздействие на металл; сварку конструкции из деталей, у которых линейные размеры больше указанных в чертеже на величи ну предполагаемой усадки от сварки; создавать предварительные обратные деформации путем упругого деформирования или соответствующего положения свариваемых деталей.
В процессе сварки необходимо предусматривать рациональную последовательность выполнения сбарочно-сварочных операций; уменьшение сварочных деформаций и снижение погонной энергии сварки применением контактной (точечной, шовной) или автоматической сварки взамен ручной дуговой.
Исследованиями установлено, что при замене ручной сварки полуавтоматической или автоматической можно уменьшить катет шва на 15—20 % за счет увеличения его плотности и лучшего провара без уменьшения прочности сварного соединения.
Целесообразно применять однослойные сварные швы.
Автоматическая сварка под слоем флюса, выполненная за один проход, вызывает деформацию стыкового соединения в 2 раза меньше, чем многослойная ручная сварка.
При наложении длинных швов вручную следует применять обратноступенчатый способ сварки.
При двух- или многослойной сварке необходимо каждый слой накладывать навстречу друг другу обратноступенчатый способом.
Кроме того, стремиться уменьшать площади зоны пластических деформаций путем искусственного охлаждения металла в процессе сварки, а также закреплять изделия в приспособлениях для устранения временных деформаций, возникающих во время постановки прихваток.
Остаточные деформации изгиба в балках при закреплении их в приспособлениях уменьшаются незначительно.
Если в процессе сварки не удалось полностью устранить сварочные деформации, то создают пластические деформации удлинения в зоне соединения, по направлению противоположные сварочным. Деформации удлинения создают путем изгиба детали, ее растяжения, прокатки роликами, осадки под прессом и т. д.