Резидуален стрес при заварување

Преостанатиот стрес при заварување се однесува на внатрешниот стрес генериран во заварените структури поради ограничената термичка деформација за време на процесот на заварување. Особено, за време на топењето, зацврстувањето и ладеното собирање на металот на заварот, се создава значителен термички стрес поради ограничувањата, што го прави примарна компонента на резидуалниот стрес. Спротивно на тоа, внатрешниот стрес кој произлегува од промените во металографската структура за време на процесот на ладење е секундарна компонента на резидуалниот стрес. Колку е поголема ригидноста на конструкцијата и колку е поголем степенот на ограничување, толку е поголем преостанатото напрегање, и следствено, позначајно неговото влијание врз конструктивната носивост. Оваа статија главно го разгледува влијанието на преостанатиот стрес на заварувањето врз структурите.

Влијание на преостанатиот напон на заварување врз конструкции или компоненти

Преостанатиот стрес при заварување е почетното напрегање присутно на пресекот на компонентата дури и пред да поднесе какво било надворешно оптоварување. За време на работниот век на компонентата, овие резидуални напрегања се комбинираат со работните напрегања предизвикани од надворешни оптоварувања, што доведува до секундарна деформација и прераспределба на преостанатиот напон. Ова не само што ја намалува вкочанетоста и стабилноста на структурата, туку, исто така, под комбинираните ефекти на температурата и околината, значително влијае на цврстината на конструкцијата на замор, отпорноста на кршливи фрактури, отпорноста на пукање од корозија од стрес и напукнување при лази на висока температура.

Влијание врз структурната крутост

Кога комбинираниот напон од надворешни оптоварувања и резидуален напон во одредена област на конструкцијата ќе ја достигне точката на попуштање, материјалот во таа област ќе претрпи локализирана пластична деформација и ќе ја изгуби способноста да поднесува дополнителни оптоварувања, што ќе предизвика намалување на ефективниот пресек. површина и, следствено, вкочанетоста на структурата. На пример, во конструкции со надолжни и попречни завари (како што се заварувањата на ребрата плоча на I-зраците), или оние кои претрпеле пламенно исправување, може да се генерира значителен преостанат напрегање на затегнување во поголеми пресеци. Иако опсегот на дистрибуција на овие напрегања по должината на компонентата можеби не е обемен, нивното влијание врз вкочанетоста сепак може да биде значително. Особено за заварени греди кои се подложени на екстензивно исправување на пламенот, може да има забележливо намалување на вкочанетоста за време на товарењето и намалено враќање за време на истоварот, што не може да се занемари за конструкции со високи барања за димензионална точност и стабилност.

Влијание врз јачината на статичко оптоварување

За кршливи материјали, кои не можат да подлежат на пластична деформација, стресот во компонентата не може да биде рамномерно распределен како што се зголемува надворешната сила. Врвовите на стресот ќе продолжат да растат додека не ја достигнат границата на издашност на материјалот, предизвикувајќи локализиран дефект и на крајот доведува до фрактура на целата компонента. Присуството на резидуален стрес кај кршливите материјали ја намалува нивната носивост, што доведува до фрактури. За дуктилни материјали, постоењето на триаксијално затегнувачки преостанат напон во средини со ниски температури може да го попречи појавувањето на пластична деформација, а со тоа значително да се намали носивоста на компонентата.

Како заклучок, преостанатиот стрес на заварувањето има значително влијание врз перформансите на конструкциите. Разумниот дизајн и контролата на процесот може да го намалат преостанатиот стрес, а со тоа да ја зголемат доверливоста и издржливоста на заварените конструкции.