Tensiunea reziduală la sudare se referă la solicitarea internă generată în structurile sudate din cauza deformării termice constrânse în timpul procesului de sudare. În special, în timpul topirii, solidificării și contracției la răcire a metalului de sudură, se generează stres termic semnificativ din cauza constrângerilor, făcându-l componenta principală a tensiunii reziduale. Spre deosebire de aceasta, stresul intern care rezultă din modificările structurii metalografice în timpul procesului de răcire este o componentă secundară a tensiunii reziduale. Cu cât rigiditatea structurii este mai mare și gradul de constrângere mai mare, cu atât efortul rezidual este mai mare și, în consecință, impactul acesteia asupra capacității portante structurale este mai semnificativ. Acest articol discută în principal impactul tensiunii reziduale de sudare asupra structurilor.
Impactul tensiunii reziduale de sudare asupra structurilor sau componentelor
Tensiunea reziduală de sudare este tensiunea inițială prezentă pe secțiunea transversală a unei componente chiar înainte de a suporta orice sarcină externă. Pe durata de viață a componentei, aceste tensiuni reziduale se combină cu solicitările de lucru cauzate de sarcinile externe, ducând la deformarea secundară și redistribuirea tensiunilor reziduale. Acest lucru nu numai că reduce rigiditatea și stabilitatea structurii, dar, de asemenea, sub efectele combinate ale temperaturii și mediului, afectează în mod semnificativ rezistența la oboseală a structurii, rezistența la rupere fragilă, rezistența la fisurarea prin coroziune sub tensiune și fisurarea prin fluaj la temperatură înaltă.
Impactul asupra rigidității structurale
Atunci când stresul combinat de la sarcinile externe și stresul rezidual într-o anumită zonă a structurii atinge punctul de curgere, materialul din acea zonă va suferi deformare plastică localizată și își va pierde capacitatea de a suporta încărcări ulterioare, determinând o reducere a secțiunii transversale efective. suprafata si, in consecinta, rigiditatea structurii. De exemplu, în structurile cu suduri longitudinale și transversale (cum ar fi sudurile plăcilor nervuri pe grinzi în I) sau cele care au suferit redresare la flacără, se poate genera o tensiune reziduală semnificativă la întindere în secțiuni transversale mai mari. Deși intervalul de distribuție a acestor tensiuni de-a lungul lungimii componentei poate să nu fie extins, impactul lor asupra rigidității poate fi totuși substanțial. În special pentru grinzile sudate supuse unei îndreptări extinse la flacără, poate exista o scădere vizibilă a rigidității în timpul încărcării și o scădere a revenirii în timpul descărcării, ceea ce nu poate fi trecut cu vederea pentru structurile cu cerințe ridicate de precizie și stabilitate dimensională.
Impact asupra rezistenței la încărcare statică
Pentru materialele fragile, care nu pot suferi deformare plastică, tensiunea din interiorul componentului nu poate fi distribuită uniform pe măsură ce forța externă crește. Vârfurile de tensiuni vor continua să crească până când ajung la limita de curgere a materialului, provocând defecțiuni localizate și conducând în cele din urmă la ruperea întregii componente. Prezența tensiunilor reziduale în materialele fragile reduce capacitatea portantă a acestora, ducând la fracturi. Pentru materialele ductile, existența tensiunii reziduale de tracțiune triaxiale în medii cu temperatură scăzută poate împiedica apariția deformării plastice, reducând astfel semnificativ capacitatea portantă a componentei.
În concluzie, stresul rezidual de sudare are un impact semnificativ asupra performanței structurilor. Designul rezonabil și controlul procesului pot reduce stresul rezidual, sporind astfel fiabilitatea și durabilitatea structurilor sudate.
Ora postării: Aug-01-2024
