焊接残余应力对钢结构性能有哪些影响(残余应力的产生原因)
发布时间:2022-10-18 09:32:27 浏览次数:413次
随着科学技术的发展,焊接技术也得到了长足的进步。现代焊接技术具有连接快速以及节省钢材的特点,在焊接行业中有着越来越广泛的应用,能够有效提高钢结构的精细化水平。但是在实际的焊接作业中,由于钢结构在冷热不均匀的情况下,容易产生焊接残余应力,使焊接部位出现焊接变形,对钢结构的质量和安全使用有很大的影响,由此,钢结构的焊接作业人员在焊接作业中,需要分析焊接残余应力及变形产生的原因,那么焊接残余应力对钢结构都有哪些影响,焊接残余应力及变形产生的原因都有哪些,接下来就来说一说吧。
1.稳定性
钢结构的稳定性是钢材料可正常使用的最基本要求。钢材料在使用过程中一旦稳定性缺失,会使得钢结构内部的承受压力情况发生改变,进而使钢结构发生破坏。当钢结构内部产生一定量的焊接残余应力,在焊接作业部位这些残余应力就会发生聚集,使得焊接作业部位稳定性下降,导致焊接作业部位无法与钢结构的其他部位进行有效配合,进而导致焊接作业部位出现裂缝、变形等问题,影响钢结构的稳定性。
2.疲劳强度
在钢结构焊接作业中,疲劳强度的指向为钢结构的使用寿命,通过测试钢结构疲劳强度,可有效体现钢结构的整体质量。钢结构的疲劳强度主要体现为钢结构性能维持稳定不发生变化的时间长短,当焊接残余应力变大,会使得钢结构疲劳强度下降,影响钢结构的使用寿命。
钢结构焊接残余应力及焊接变形是什么
(1)焊接残余应力:焊接残余应力是在焊接作业中,被焊工件冷却到初始温度后所残留产生的应力,焊接残余应力分布在厚度不大的焊件中,它基本上是平面应力,厚度方向的应力很小。
(2)焊接变形:焊接变形是指在焊接时产生的冷热不均匀环境下,被焊接结构在外在形状等方面发生的改变。
导致钢结构出现焊接残余应力的原因主要是以下三种:
1.钢结构的材料性能及力学性能不达标
在钢结构焊接作业中,钢结构受热温度不均匀,从而导致钢结构产生呈梯度的残余应力。钢结构受热温度不均匀通常是因为钢结构材料性能以及力学性能不达标。首先,不同类型的钢结构材料在受热过程中对外在温度的感应不同,使得钢结构的比热容产生变化,进而焊接作业部位出现变化;然后,钢结构焊接作业部位的密度、受热膨胀系数等指标也会对热传递造成影响,使得钢结构出现残余应力。
2.焊接的热来源不同
在钢结构焊接作业时,由于所采用的焊接热来源不同,产生的焊接残余应力也是不同的。当采用不同的热来源进行焊接作业时,会导致钢结构的受热情况不相同,进而导致焊接残余应力的产生。在目前钢结构的焊接作业中,通常采用的热来源为电能和化学能两种形式,在焊接作业时,当应用的热来源存在较大差异时,所形成的温度场也会有较大的差异,产生不相同的焊接残余应力,导致钢结构出现不同程度的变形。
3.其他间接因素
焊接残余应力除了受以上因素影响,还会受到其他间接因素的影响,比如在焊接作业时进行的轧刹处理,也会间接导致焊接残余应力的产生。