Понимание сварочных напряжений: Причины и устранение | MachineMFG

Понимание сварочных напряжений: Причины и устранение

0
(0)

1. Что такое сварочное напряжение

Под сварочным напряжением понимается напряжение, возникающее в процессе сварки в сварных компонентах. Это напряжение вызывается термическим процесс сварки и возникающие при этом внутренние напряжения и изменения формы и размеров сварного соединения.

Основной причиной сварочных напряжений и деформаций является неравномерное температурное поле во время сварки и возникающие при этом локальные пластические деформации и различия в микроструктуре с разным удельным объемом.

Переходные сварочные напряжения и деформации возникают, когда температурное поле от сварки еще не рассеялось. С другой стороны, остаточные сварочные напряжения и деформации относятся к напряжениям и деформациям, которые остаются после сварки. температура сварки поле рассеялось.

В отсутствие внешних сил сварочное напряжение уравновешивается внутри сварного шва. Однако при определенных условиях сварочные напряжения и деформации могут повлиять на функциональность и внешний вид сварного соединения.

Что такое сварочное напряжение

2. Опасности, связанные со сварочными напряжениями

Сварочные остаточные напряжения оказывают шесть видов воздействия на сварные швы:

① Влияние на прочность:

Серьезные дефекты в зонах с высоким остаточным растягивающим напряжением могут негативно повлиять на прочность сварного соединения при статической нагрузке, если оно работает ниже температуры хрупкого перехода. Наличие остаточных растягивающих напряжений в местах концентрации напряжений при циклических нагрузках снижает усталостная прочность сварного соединения.

Усталостная прочность сварных соединений зависит не только от величины остаточное напряжениено и от таких факторов, как коэффициент концентрации напряжений, коэффициент характеристики цикла напряжений и максимальное значение циклического напряжения. Влияние остаточного напряжения уменьшается по мере уменьшения коэффициента концентрации напряжений, усиливается по мере уменьшения коэффициента характеристики цикла напряжений, но уменьшается по мере увеличения циклического напряжения.

Когда циклическое напряжение приближается к предел текучестивлияние остаточных напряжений постепенно уменьшается.

② Влияние на жесткость:

Сочетание сварочное остаточное напряжение и напряжения от внешних нагрузок могут привести к ранней текучести и пластической деформации в определенных зонах сварного шва. Это приведет к снижению жесткости сварного шва.

③ Влияние на стабильность сварного шва под давлением:

Когда сварной стержень подвергается давлению, сварочные остаточные напряжения объединяются с напряжениями от внешних нагрузок, что может привести к локальному разрушению или нестабильности и снизить общую стабильность стержня.

Влияние остаточного напряжения на стабильность зависит от геометрии и распределения внутреннее напряжение внутри конструкции. Влияние остаточных напряжений на незамкнутые сечения, такие как двутавровые сечения, больше, чем на замкнутые сечения, такие как коробчатые сечения.

④ Влияние на точность обработки:

Наличие остаточных напряжений при сварке может в разной степени влиять на точность обработки сварных соединений. Чем меньше жесткость сварного шва, тем больше величина обработки и тем сильнее она влияет на точность.

⑤ Влияние на стабильность размеров:

Остаточное напряжение при сварке и размер сварного шва изменяются со временем, что может повлиять на стабильность размеров сварного шва. Стабильность остаточного напряжения также влияет на стабильность размеров сварного шва.

⑥ Влияние на коррозионную стойкость:

Сочетание остаточного напряжения при сварке и напряжения от нагрузки может привести к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Влияние остаточных напряжений при сварке на структуру и конструкцию:

Сварочное остаточное напряжение - это начальное напряжение в конструкции до того, как она начнет испытывать какие-либо нагрузки. В процессе эксплуатации остаточное напряжение накладывается на рабочее напряжение, вызванное другими нагрузками, что приводит к вторичной деформации и перераспределению остаточного напряжения.

Это не только снижает жесткость и стабильность конструкции, но и существенно влияет на ее усталостную прочность, устойчивость к хрупкому разрушению, коррозионному растрескиванию под напряжением и растрескиванию при ползучести под совместным воздействием температуры и окружающей среды.

Опасности, связанные с напряжением при сварке

3. Метод устранения сварочных напряжений

В настоящее время для снятия напряжения используются три метода: вибрационное старение, термическое старение и старение по методу Хоукнера. Вибрационное старение позволяет устранить напряжение от 30% до 50%, термическое старение позволяет устранить напряжение от 40% до 70%, а старение по методу Хоукнера PT позволяет устранить напряжение от 80% до 100%.

Вибрационное старение

Вибрационное старение - распространенный метод снижения внутренних остаточных напряжений в инженерных материалах. Процесс включает в себя воздействие на материал вибрации, которая вызывает небольшую пластическую деформацию в материале, когда комбинированное остаточное напряжение и дополнительное вибрационное напряжение превышают предел текучести материала, тем самым уменьшая внутреннее напряжение.

Вибрационное старение

Термическое старение

Термическое старение - это процесс снижения остаточного напряжения в заготовке путем ее нагрева до температуры упруго-пластического перехода, выдержки при этой температуре в течение определенного периода времени, а затем медленного охлаждения. В результате этого процесса заготовка после охлаждения находится в состоянии низкого напряжения.

Однако если параметры процесса нагрева, изоляции и охлаждения подобраны неправильно или не соблюдается строгий порядок работы, процесс снятия напряжения может оказаться неэффективным, а напряжение на заготовке может даже возрасти. Это было доказано на опыте производства.

Старение энергии Хокинга

На сегодняшний день Hawke является наиболее комплексным методом устранения остаточных сварочных напряжений и создания идеального сжимающего напряжения. Он позволяет устранить от 80% до 100% напряжений и имеет ряд преимуществ.

Hawke может увеличить усталостную прочность сварные соединения на 50% до 120% и продлевает их усталостную долговечность в 5-100 раз. Кроме того, коррозионная стойкость металла в агрессивных средах повышается примерно на 400%.

Hawke - это универсальный метод снятия напряжения, который может заменить термообработку и вибростарение. Процесс обработки прост, а результаты стабильны и надежны. Он не ограничен материалом, формой, структурой, толщиной, весом или расположением заготовки, что делает его особенно удобным для использования на строительных площадках, в сварочных процессах и при ремонте.

Hawke может напрямую обрабатывать усиление сварного шва, ямы и подрезы в носке шва, превращая их в плавный геометрический переход, снижая коэффициент концентрации напряжений. Он также может удалять микротрещины и шлаковые дефекты в носке шва для предотвращения раннего зарождения трещин.

Хоук улучшает множество факторов, влияющих на усталость сварного шва Такие характеристики, как остаточное напряжение, микротрещины, дефекты, геометрия сварного носка и поверхностное упрочнение, делают этот метод наиболее эффективным для улучшения усталостных характеристик сварного шва из всех существующих на сегодняшний день.

Он хорошо подходит для снятия напряжения при обработке сварных швов на объекте, сверхвысоких и низких швов, а также для сварки ремонтных швов крупных конструктивных элементов. Hawke экологичен, энергоэффективен, безопасен и не загрязняет окружающую среду, что делает его гибким и удобным вариантом для использования на строительных площадках.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх