重慶管件焊接殘余應力對焊接結(jié)構(gòu)的影響
1.重慶管件焊接殘余應力對結(jié)構(gòu)靜載強度的影響
對于光滑構(gòu)件,只要材料有足夠的塑性,塑性變形可使截面上的應力均勻化,殘余應力的存在并不影響構(gòu)件的承載能力,即對靜載強度沒有影響;如果材料處于脆性狀態(tài)或經(jīng)熱處理的材料以及三向應力作用下的材料,由于材料不能塑性變形,構(gòu)件截面上的應力不能均勻化,殘余拉應力與工作應力疊加,使結(jié)構(gòu)局部破壞,導致整個構(gòu)件斷裂。
對于帶缺口的構(gòu)件,由于嚴重的應力集中,可能同時存在著較高的拉伸內(nèi)應力。當構(gòu)件中因其中的某種原因(如溫度的下降、變形速度的增加或厚壁斷面)受到大的作用引力時,拉伸內(nèi)應力和嚴重應力集中的共同作用,將降低結(jié)構(gòu)的靜載強度,使之在遠低于屈服點的外載應力作用下發(fā)生脆性斷裂。
2.重慶管件焊接殘余應力對疲勞強度的影響
當試件,特別是試件表面上有壓縮殘余應力時,可提高疲勞強度。因而,提高焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強度,不僅要降低殘余拉應力,而且要減少產(chǎn)生接頭應力集中的因素如余高過大、角焊縫過于凸起等。另外,采取噴丸、點狀加熱、超載處理等方式在構(gòu)件中引入壓縮殘余應力,可以改善焊接結(jié)構(gòu)抗疲勞性能。
3.重慶管件焊接殘余應力對機械加工精度和尺寸穩(wěn)定性的影響
如果工件中存在焊接殘余應力,機械切削加工在切去部分材料的同時,也會把切去材料中的殘余應力一起去掉,從而破壞工件中的應力平衡,使工件產(chǎn)生變形,加工精度也就受到影響。
此外,焊接構(gòu)件中的殘余應力隨時間的延長會緩慢變化而重新分布,發(fā)生應力松弛。同時,重慶管件尺寸也產(chǎn)生相應變化,影響到構(gòu)件的精度和尺寸穩(wěn)定性。組織穩(wěn)定的低碳鋼和奧氏體鋼在室溫條件下的應力松弛微弱,因此內(nèi)應力隨時間的變化較小,重慶管件尺寸比較穩(wěn)定;而某些高溫合金結(jié)構(gòu)鋼和高強鋁合金,由于不穩(wěn)定組織隨時間而轉(zhuǎn)變,內(nèi)應力變化較大。
保證機械加工精度的最徹底的辦法是先消除焊接殘余應力然后再機械加工。
4.重慶管件焊接殘余應力對受壓桿件穩(wěn)定性的影響
當桿件受壓時,桿件截面上的壓縮殘余應力將與外載所引起的應力疊加,使桿件上壓應力區(qū)先到達屈服極限,該區(qū)應力不再增加,從而使該區(qū)喪失進一步承受外載能力,相當于削弱了桿件的有效截面,使壓桿的臨界應力下降,對壓桿的穩(wěn)定性有不利的影響。壓桿內(nèi)應力對穩(wěn)定性的影響與壓桿的截面形狀和殘余應力的分布有關(guān),若能使有效截面遠離壓桿的中性軸,可以改善其穩(wěn)定性。
5.重慶管件焊接殘余應力對應力腐蝕開裂的影響
應力腐蝕開裂是拉應力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生裂紋的一種現(xiàn)象。焊接后的殘余應力與工作應力疊加促使焊縫附近很快產(chǎn)生應力腐蝕開裂。因此,對于受腐蝕的結(jié)構(gòu),采取適當?shù)南龤堄鄳Φ拇胧?,是有利于提高抗腐蝕能力的。
6.重慶管件焊接殘余應力對結(jié)構(gòu)剛度的影響
重慶管件焊接后,焊縫及其附近區(qū)域產(chǎn)生拉應力,遠離焊縫的區(qū)域產(chǎn)生壓應力,并且拉應力達到材料的屈服極限。因此,當構(gòu)件受拉時,該區(qū)不能承受負載,相當于有效承載面積減小了,導致剛度有所下降。對于易發(fā)生彎曲變形的梁來說,同理使得剛度有所下降,下降的程度與產(chǎn)生的塑性變形區(qū)大小和位置有關(guān),焊縫靠近中性軸時對剛度的影響較小。