焊接殘餘應力的形成機制和消除方法

2022-05-15 18:44:14 字數 858 閱讀 7653

作者:閆育輝李偉

**:《城市建設理論研究》2023年第06期

摘要: 鋼結構的焊接工藝十分複雜,在實際操作中,存在很多焊接殘餘應力和殘餘變形,如果這種現象不能得到控制,將會產生不可估量的損失。文章主要闡述了鋼結構在焊接過程中產生的殘餘應力及殘餘應力的消除方法。

關鍵詞:焊接;殘餘應力;控制;消除方法

中圖分類號:p755.1文獻標識碼: a 文章編號:

鋼結構是鋼材通過一定的設計方法做成構件,構件再通過一定的連線方式連線成的整體結構承力體系或傳力體系。連線方式及其質量優劣直接影響鋼結構的工作效能。焊接連線是目前鋼結構最主要的連線方式。

但在焊接過程中,在焊縫附近的熱影響區內,鋼材的金相組織發生改變,導致區域性材質變脆;焊接殘餘應力和殘餘變形使受壓構件承載力降低;焊接結構對裂紋很敏感,區域性的裂縫一旦發生,就容易擴充套件到整體。

一、焊接殘餘應力鋼材的焊接是乙個不均勻的加熱和冷卻的過程。在施焊時,焊縫及其附近區域的溫度很高,而臨近區域溫度則急劇的下降,導致不均勻的溫度場。不均勻的溫度場產生不均勻的膨脹,溫度低的區域膨脹量小,限制了高溫度區域鋼材的膨脹。

當焊接溫度場消失後,構件內部產生應力,這種應力稱為焊接殘餘應力。(1) 焊接殘餘應力對鋼結構的影響:

1.對鋼結構剛度的影響焊接殘餘應力使構件的有效截面減小,喪失進一步承受外載的能力。焊接殘餘應力的存在還會增大結構的變形,降低結構的剛度。

2.對靜力強度的影響由於焊接殘餘應力的自相平衡,使受壓區和受拉區的面積相等。構件全截面達到屈服強度所承受的外力與無焊接殘餘應力的軸心受拉構件全截面達到屈服強度時的應力相等,因此不影響靜力強度。

3.對疲勞強度的影響焊接殘餘應力的存在使應力迴圈發生偏移。這種偏移,只改變其平均值,不改變其幅值。當應力迴圈的平均值增加時,其極限幅值就降低,反之則提高。

焊接殘餘應力的消除方法

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