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焊接残余应力的测量方法、作用及影响,预防措施
发布时间:2020-06-11 04:11:13来源:网络浏览:216次

残余应力的测量方法:

通常采用实验力学方法进行构件中的焊接残余应力测量,包括机械方法和物理方法,机械方法一般属破坏性测试或称应力释放法,在释放应力的同时,用电阻应变片、机械应变仪、光弹法测得其相应的单性应变量,物理方法多属非碱坏性测试,或者是非接触式测试,如X射线法。

芬兰Stressstech Oy公司生产的焊接残余应力分析仪可有效检测焊接构件的残余应力,全程无损测量,精度高,速度快。现场分析,无损取样。

焊接残余应力的作用和影响:
焊接残余应力在构件中并非都是有害的,在分析其对结构失效或使用性能可能带来的影响时,应根据不同材料、不同结构设计、不同承载杀件和不同运行环境进行具体分析。

(1)、对构件承受静载能力的影响,在塑性良好的构件上,焊接残余应力对承受静载能力没有影响,在塑性差的构件上,当应力值达到抗拉强度Rm后,将发生局部碱坏,导致构件断裂。

(2)、对结构脆性断的影响,在实际构件中,当高强度结构钢的初性较低时,在焊接接头处的缺陷(裂纹、未焊透)会导致构的低应力脆性断裂。

(3)、对疲劳强度影响,焊接拉伸残余应力在疲劳载荷中提高了应力平均值和应力环特证,从而降低疲劳强度,焊接接头是应力集中区,残余拉应力对疲劳的不利影响也会更明显,提高焊接结构的劳强度不仅要着手于降低残余应力,而且应减小属小焊接接头区的应力集中,避免接头区的几何不完性和力学不连性,如去除焊余高和咬边,使表面平滑,也可来用不同的工艺措施,改善焊接结构抗疲劳性能,如点状加热、局诲击或超載处理等。

(4)、对结构刚度的影响,在焊接梁形构件时,当外载的工作应力为拉应力时,将降低结构的刚度,当结构受曲时、焊接余应力对刚度的影响,与焊位置有关,焊缝所在部位的弯曲应力越大,则其影响也越大。

结构上有纵向和横向焊缝时(例如工字梁上的助板焊缝),或经过火焰校正,都可能在相当大載面上产生拉应力,虽然在构件长度上的分布范围并不太大,但对刚度仍有较大的影响,特别是采用大量火焰矫正后的焊接梁山、在加载刚度可能有较明的下降、对于尺寸精度和稳定性要求较高的结构是不容忽视的。

(6)、对应力腐蚀的影响,一些焊接构件工作在有腐蚀性的环境中、尽管外载的工作应力不一定很高,但焊接残余拉应力本身就会引起腐蚀开裂,这是在拉应力与化学反应共同作用下发生的,残余应力与工作应力叠加后拉应力值越高,应力腐蚀开裂的时间越短,为提高构件的抗应力腐蚀性能,应选用特定的环境和工作介质具有良好的抗腐蚀性材料,或对焊接构件进行消除残余应力的处理。

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