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    實例淺析焊接應力消除中的拉應力與壓應力

    更新時間:2022/6/30  點擊數:148


    什么是拉應力?什么是壓應力?

    材料受到的外力稱為外載荷,材料內部產生的反作用力稱為應力。物體兩端受到指向它的兩個共線的力,該物體截面上受到的是壓應力,為負。物體兩端受到背向它的兩個共線的力,該物體截面上受到的是拉應力,為正。

    分析一個應力是為拉應力,還是為壓應力,主要看作用在物體上的力的反作用力的效果,即外界施加在物體上的力的效果,是使物體的尺寸有變大的趨勢,還是變小的趨勢,變小即為壓應力,變大即為拉應力。

    拉應力和壓應力的好壞

    通常拉應力是造成金屬零部件疲勞的“有害應力”。拉應力會逐漸造成金屬翹曲、表面開裂甚至斷開等等隱患。我們常說的消除殘余應力,主要針對的就是拉應力。
    而壓應力通常是有益的。壓應力提高原材料的變形能力。金屬原料在擠壓變形區中處于強烈的三向壓應力狀態,可以充分發揮其塑性,獲得大變形量。提高原材料的變形能力。壓應力能夠增加微裂紋閉合力,阻滯裂紋擴展;能夠抵抗服役狀態下外載荷引起的部分拉應力,從而延長疲勞壽命。

    焊接殘余應力中的拉應力與壓應力

    焊接結構的疲勞強度與殘余應力密切相關,由于焊接部位存在較大的殘余拉應力,造成焊接部位疲勞開裂,裂紋擴展的速度和長度和拉應力的大小成正比。所以針對金屬焊接件,消除焊接殘余應力是非常必要的一道工序。

    消除焊接殘余應力的案例

    華云科技承接的某特大型項目,管道所用材質為304L奧氏體不銹鋼,厚度約30mm,岔管高度在10m以上,焊腳尺寸約20m,項目總噸位約四萬噸,經檢測焊趾區域殘余應力為300MPa以上的拉應力,如對應力不進行處理,設備在使用過程中將必然產生應力腐蝕。


    華云公司采用豪克能焊接應力消除設備對焊縫進行消應力處理,處理完后經檢測殘余應力為100MPa左右,且為壓應力,大大提升了焊縫的強度和疲勞壽命。


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