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名师大咖面对面,有问有大收获多。4.对疲劳强度的影响
残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移。这种偏移,只改变其平均值,不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关,当应力循环的平均值增加时,其极限幅值就降低,反之则提高。因此,如应力集中处存在着残余应力,疲劳强度将降低。
5.对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响
把一部分材料从焊件上机械切除时,此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏,焊件发生变形,加工精度受影响。
6.对应力腐蚀开裂的影响
应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象,在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间与残余应力大小有关,拉伸残余应力越大,应力腐蚀开裂的时间越短。
(二)降低焊接应力的措施
1.设计措施
(1)构件设计时尽量减少焊缝的数量和尺寸,可减小变形量,同时降低焊接应力。
(2)构件设计时应避免焊缝过于集中,从而避免焊接应力峰值叠加。
(3)优化设计结构,如将容器的接管口设计成翻边式,少用承插式。
2.工艺措施
(1)采用较小的焊接线能量
较小的焊接线能量的输入能有效地减小焊缝热塑变的范围和温度梯度的幅度,从而降低焊接应力。
(2)合理安排装配焊接顺序
合理的焊接顺序,使焊缝有自由收缩的余地,降低焊接中的残余应力。例如,在大型储罐底板的焊接中,先进行短焊缝的焊接,焊接过程中不要加外力约束,使其能够自由收缩,可以有效地降低短焊缝中的残余应力。
(3)层间进行锤击
焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属晶粒间的应力得以释放,能有效地减少焊接残余应力从而降低焊接应力。例如,在进行铸铁部件的焊接时,不及时进行敲击以释放应力,焊缝周边的母材会出现明显的裂纹。
(4)预热拉伸补偿焊缝收缩(机械拉伸或加热拉伸)
对于那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,采用预热或机械方式,使之与焊接区同时拉伸(膨胀)和同时压缩(收缩),就能减小焊接应力,这种方法称为预热拉伸补偿法