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焊接殘余應力的測量方法、作用及影響,預防措施
發(fā)布時間:2020-06-11 04:11:13來源:網(wǎng)絡瀏覽:4034次

殘余應力的測量方法:

通常采用實驗力學方法進行構(gòu)件中的焊接殘余應力測量,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量,物理方法多屬非堿壞性測試,或者是非接觸式測試,如X射線法。

芬蘭Stressstech Oy公司生產(chǎn)的焊接殘余應力分析儀可有效檢測焊接構(gòu)件的殘余應力,全程無損測量,精度高,速度快?,F(xiàn)場分析,無損取樣。

焊接殘余應力的作用和影響:
焊接殘余應力在構(gòu)件中并非都是有害的,在分析其對結(jié)構(gòu)失效或使用性能可能帶來的影響時,應根據(jù)不同材料、不同結(jié)構(gòu)設(shè)計、不同承載殺件和不同運行環(huán)境進行具體分析。

(1)、對構(gòu)件承受靜載能力的影響,在塑性良好的構(gòu)件上,焊接殘余應力對承受靜載能力沒有影響,在塑性差的構(gòu)件上,當應力值達到抗拉強度Rm后,將發(fā)生局部堿壞,導致構(gòu)件斷裂。

(2)、對結(jié)構(gòu)脆性斷的影響,在實際構(gòu)件中,當高強度結(jié)構(gòu)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(gòu)的低應力脆性斷裂。

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

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

結(jié)構(gòu)上有縱向和橫向焊縫時(例如工字梁上的助板焊縫),或經(jīng)過火焰校正,都可能在相當大載面上產(chǎn)生拉應力,雖然在構(gòu)件長度上的分布范圍并不太大,但對剛度仍有較大的影響,特別是采用大量火焰矯正后的焊接梁山、在加載剛度可能有較明的下降、對于尺寸精度和穩(wěn)定性要求較高的結(jié)構(gòu)是不容忽視的。

(6)、對應力腐蝕的影響,一些焊接構(gòu)件工作在有腐蝕性的環(huán)境中、盡管外載的工作應力不一定很高,但焊接殘余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(fā)生的,殘余應力與工作應力疊加后拉應力值越高,應力腐蝕開裂的時間越短,為提高構(gòu)件的抗應力腐蝕性能,應選用特定的環(huán)境和工作介質(zhì)具有良好的抗腐蝕性材料,或?qū)附訕?gòu)件進行消除殘余應力的處理。

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