焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)性能有哪些影響(殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因)
發(fā)布時(shí)間:2022-10-18 09:32:27 瀏覽次數(shù):725次
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,焊接技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步?,F(xiàn)代焊接技術(shù)具有連接快速以及節(jié)省鋼材的特點(diǎn),在焊接行業(yè)中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,能夠有效提高鋼結(jié)構(gòu)的精細(xì)化水平。但是在實(shí)際的焊接作業(yè)中,由于鋼結(jié)構(gòu)在冷熱不均勻的情況下,容易產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力,使焊接部位出現(xiàn)焊接變形,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全使用有很大的影響,由此,鋼結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)人員在焊接作業(yè)中,需要分析焊接殘余應(yīng)力及變形產(chǎn)生的原因,那么焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)都有哪些影響,焊接殘余應(yīng)力及變形產(chǎn)生的原因都有哪些,接下來(lái)就來(lái)說(shuō)一說(shuō)吧。
1.穩(wěn)定性
鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是鋼材料可正常使用的最基本要求。鋼材料在使用過(guò)程中一旦穩(wěn)定性缺失,會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的承受壓力情況發(fā)生改變,進(jìn)而使鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生一定量的焊接殘余應(yīng)力,在焊接作業(yè)部位這些殘余應(yīng)力就會(huì)發(fā)生聚集,使得焊接作業(yè)部位穩(wěn)定性下降,導(dǎo)致焊接作業(yè)部位無(wú)法與鋼結(jié)構(gòu)的其他部位進(jìn)行有效配合,進(jìn)而導(dǎo)致焊接作業(yè)部位出現(xiàn)裂縫、變形等問(wèn)題,影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2.疲勞強(qiáng)度
在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中,疲勞強(qiáng)度的指向?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的使用壽命,通過(guò)測(cè)試鋼結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度,可有效體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度主要體現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)性能維持穩(wěn)定不發(fā)生變化的時(shí)間長(zhǎng)短,當(dāng)焊接殘余應(yīng)力變大,會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度下降,影響鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。
鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力及焊接變形是什么
(1)焊接殘余應(yīng)力:焊接殘余應(yīng)力是在焊接作業(yè)中,被焊工件冷卻到初始溫度后所殘留產(chǎn)生的應(yīng)力,焊接殘余應(yīng)力分布在厚度不大的焊件中,它基本上是平面應(yīng)力,厚度方向的應(yīng)力很小。
(2)焊接變形:焊接變形是指在焊接時(shí)產(chǎn)生的冷熱不均勻環(huán)境下,被焊接結(jié)構(gòu)在外在形狀等方面發(fā)生的改變。
導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力的原因主要是以下三種:
1.鋼結(jié)構(gòu)的材料性能及力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)
在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中,鋼結(jié)構(gòu)受熱溫度不均勻,從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生呈梯度的殘余應(yīng)力。鋼結(jié)構(gòu)受熱溫度不均勻通常是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)材料性能以及力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)。首先,不同類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)材料在受熱過(guò)程中對(duì)外在溫度的感應(yīng)不同,使得鋼結(jié)構(gòu)的比熱容產(chǎn)生變化,進(jìn)而焊接作業(yè)部位出現(xiàn)變化;然后,鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)部位的密度、受熱膨脹系數(shù)等指標(biāo)也會(huì)對(duì)熱傳遞造成影響,使得鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)殘余應(yīng)力。
2.焊接的熱來(lái)源不同
在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)時(shí),由于所采用的焊接熱來(lái)源不同,產(chǎn)生的焊接殘余應(yīng)力也是不同的。當(dāng)采用不同的熱來(lái)源進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí),會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的受熱情況不相同,進(jìn)而導(dǎo)致焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。在目前鋼結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)中,通常采用的熱來(lái)源為電能和化學(xué)能兩種形式,在焊接作業(yè)時(shí),當(dāng)應(yīng)用的熱來(lái)源存在較大差異時(shí),所形成的溫度場(chǎng)也會(huì)有較大的差異,產(chǎn)生不相同的焊接殘余應(yīng)力,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的變形。
3.其他間接因素
焊接殘余應(yīng)力除了受以上因素影響,還會(huì)受到其他間接因素的影響,比如在焊接作業(yè)時(shí)進(jìn)行的軋剎處理,也會(huì)間接導(dǎo)致焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。