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焊接殘餘應力的測量方法、作用及影響,殘餘應力預防措施

作者:由 無損 發表于 曲藝時間:2022-07-10

通常採用實驗力學方法進行構件中的焊接殘餘應力測量,包括機械方法和物理方法,機械方法一般屬破壞性測試或稱應力釋放法,在釋放應力的同時,用電阻應變片、機械應變儀、光彈法測得其相應的單性應變數,物理方法多屬非鹼壞性測試,或者是非接觸式測試,如X射線法。

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焊接殘餘應力的測量方法、作用及影響,殘餘應力預防措施

焊接殘餘應力的作用和影響:

焊接殘餘應力在構件中並非都是有害的,在分析其對結構失效或使用效能可能帶來的影響時,應根據不同材料、不同結構設計、不同承載殺件和不同執行環境進行具體分析。

(1)、對構件承受靜載能力的影響,在塑性良好的構件上,焊接殘餘應力對承受靜載能力沒有影響,在塑性差的構件上,當應力值達到抗拉強度Rm後,將發生區域性鹼壞,導致構件斷裂。

(2)、對結構脆性斷的影響,在實際構件中,當高強度結構鋼的初性較低時,在焊接接頭處的缺陷(裂紋、未焊透)會導致構的低應力脆性斷裂。

(3)、對疲勞強度影響,焊接拉伸殘餘應力在疲勞載荷中提高了應力平均值和應力環特證,從而降低疲勞強度,焊接接頭是應力集中區,殘餘拉應力對疲勞的不利影響也會更明顯,提高焊接結構的勞強度不僅要著手於降低殘餘應力,而且應減小屬小焊接接頭區的應力集中,避免接頭區的幾何不完性和力學不連性,如去除焊餘高和咬邊,使表面平滑,也可來用不同的工藝措施,改善焊接結構抗疲勞效能,如點狀加熱、局誨擊或超載處理等。

焊接殘餘應力的測量方法、作用及影響,殘餘應力預防措施

(4)、對結構剛度的影響,在焊接梁形構件時,當外載的工作應力為拉應力時,將降低結構的剛度,當結構受曲時、焊接餘應力對剛度的影響,與焊位置有關,焊縫所在部位的彎曲應力越大,則其影響也越大。

結構上有縱向和橫向焊縫時(例如工字樑上的助板焊縫),或經過火焰校正,都可能在相當大載面上產生拉應力,雖然在構件長度上的分佈範圍並不太大,但對剛度仍有較大的影響,特別是採用大量火焰矯正後的焊接梁山、在載入剛度可能有較明的下降、對於尺寸精度和穩定性要求較高的結構是不容忽視的。

(6)、對應力腐蝕的影響,一些焊接構件工作在有腐蝕性的環境中、儘管外載的工作應力不一定很高,但焊接殘餘拉應力本身就會引起腐蝕開裂,這是在拉應力與化學反應共同作用下發生的,殘餘應力與工作應力疊加後拉應力值越高,應力腐蝕開裂的時間越短,為提高構件的抗應力腐蝕效能,應選用特定的環境和工作介質具有良好的抗腐蝕性材料,或對焊接構件進行消除殘餘應力的處理。

標簽: 應力  焊接  構件  殘餘  剛度