Что такое сварочное напряжение?
Во время процесса сварки повышение местной температуры вызывает тепловое расширение в зоне сварного шва, но это расширение ограничивается окружающими более холодными областями и не может свободно растягиваться. Впоследствии, в процессе охлаждения, эти ограниченные зоны сжимаются и деформируются, что приводит к возникновению остаточных напряжений внутри и вокруг сварного шва. Это остаточное напряжение образуется из-за механической несовместимости зоны сварного шва и участка, не подверженного воздействию тепла. Это явление обычно объясняется «собственной деформацией», что помогает анализировать и прогнозировать напряжение и деформацию после сварки.
Последствия стресса
Во-первых, сварочное напряжение часто вызывает деформацию конструкции.
Из-за высокой температуры в зоне сварки толстая пластина нагревается неравномерно, и при охлаждении легко возникают такие деформации, как изгиб и скручивание. Эта деформация не только влияет на точность размеров и внешний вид изделия, но и увеличивает сложность последующей сборки, поскольку неправильные формы часто требуют дополнительных процессов коррекции.
Во-вторых, наличие сварочных напряжений может привести к снижению прочности материала.
В сварном шве и околошовной зоне сварочное напряжение будет влиять на внутреннюю структуру материала, ослабляя его несущую способность. Эта проблема особенно очевидна в конструкциях, которые подвергаются динамическим нагрузкам или в суровых условиях, поскольку после снижения прочности материала трещины с большей вероятностью расширятся и даже станут причиной полного разрушения конструкции. Это не только влияет на долговечность конструкции, но и создает большую угрозу безопасности.
Кроме того, сварочное напряжение также может вызвать появление трещин в области сварного соединения.
Из-за высокой концентрации напряжений при сварке толстых листов вблизи сварного шва часто возникают горячие и холодные трещины. Горячие трещины обычно возникают во время или сразу после сварки, главным образом из-за быстрого охлаждения металла в зоне сварки, тогда как холодные трещины могут возникнуть через некоторое время после окончания сварки. Эти трещины значительно ослабят целостность и надежность конструкции, повысят риск разрушения и даже могут стать причиной внезапных переломов в ключевых местах.
Как устранить сварочное напряжение свариваемых деталей
Используйте молоток
Это контроль остаточного напряжения. В этом случае остаточные сварочные напряжения возникают при охлаждении и усадке сварного шва. Следовательно, удары небольшого молотка по сварному шву и окружающей поверхности во время сварки могут расширить металл и уменьшить создаваемое напряжение.
Используйте вибрацию
Это устранение возникшего стресса. После того как нагрузка детали достигнет определенного значения и после нескольких циклов нагружения напряжение в конструкции можно уменьшить. И этот метод требует относительно простых затрат, короткого времени и относительно небольших затрат.
Нагрейте зону снижения напряжения
Это устранение возникшего стресса. То есть в процессе сварки, препятствуя нагреву места расширения зоны сварки, ее можно расширять и расширять для достижения цели устранения сварочного напряжения. Однако необходимо выбрать правильное положение нагрева.
Уменьшите местную жесткость компонента.
Это контроль сварочного напряжения. Во время сварки жесткость сварочного положения можно соответствующим образом уменьшить за счет профессиональных мер по устранению возникающего напряжения.
Метод предварительного нагрева
Это делается для достижения цели снижения стресса. Разница температур на компоненте относительно велика, что приводит к большему напряжению, поэтому можно выполнить предварительный нагрев, чтобы контролировать разницу температур, что означает снижение напряжения при сварке.
Высокотемпературный отпуск
Это уменьшение или устранение стресса. Остаточное напряжение детали может быть не более чем пределом текучести материала, а предел текучести металла будет уменьшаться с увеличением температуры, то есть повышение температуры может уменьшить напряжение.
