Sveiserestspenning

Sveiserestspenning refererer til den indre spenningen som genereres i sveisede strukturer på grunn av begrenset termisk deformasjon under sveiseprosessen. Spesielt under smelting, størkning og avkjølingskrymping av sveisemetallet, genereres betydelig termisk spenning på grunn av begrensningene, noe som gjør det til den primære komponenten av gjenværende spenning. I motsetning til dette er den indre spenningen som oppstår fra endringer i den metallografiske strukturen under kjøleprosessen en sekundær komponent av gjenværende spenning. Jo større stivhet konstruksjonen er og jo høyere tvangsgrad, desto større er gjenværende spenning, og følgelig desto mer betydelig innvirkning har den på den strukturelle bæreevnen. Denne artikkelen diskuterer i hovedsak virkningen av gjenværende sveising på konstruksjoner.

Påvirkning av restspenning på konstruksjoner eller komponenter

Sveiserestspenning er startspenningen som er tilstede på tverrsnittet til en komponent selv før den bærer noen ekstern belastning. I løpet av komponentens levetid kombineres disse restspenningene med arbeidsspenningene forårsaket av ytre belastninger, noe som fører til sekundær deformasjon og omfordeling av restspenningen. Dette reduserer ikke bare strukturens stivhet og stabilitet, men påvirker også, under de kombinerte effektene av temperatur og miljø, strukturens utmattelsesstyrke, sprø bruddmotstand, motstand mot spenningskorrosjon og høytemperatur krypesprekker.

Innvirkning på strukturell stivhet

Når den kombinerte spenningen fra ytre belastninger og restspenninger i et bestemt område av konstruksjonen når flytegrensen, vil materialet i det området gjennomgå lokal plastisk deformasjon og miste sin evne til å bære ytterligere belastninger, noe som forårsaker en reduksjon i det effektive tverrsnittet. området og følgelig stivheten til strukturen. For eksempel, i strukturer med langsgående og tverrgående sveiser (som ribbeplatesveisene på I-bjelker), eller de som har gjennomgått flammeretting, kan betydelig gjenværende strekkspenning genereres i større tverrsnitt. Selv om fordelingsområdet for disse spenningene langs komponentens lengde kanskje ikke er omfattende, kan deres innvirkning på stivheten fortsatt være betydelig. Spesielt for sveisede bjelker utsatt for omfattende flammeretting kan det være en merkbar reduksjon i stivhet under belastning og redusert tilbakeslag under lossing, noe som ikke kan overses for konstruksjoner med høye krav til dimensjonsnøyaktighet og stabilitet.

Påvirkning på statisk belastningsstyrke

For sprø materialer, som ikke kan gjennomgå plastisk deformasjon, kan ikke spenningen i komponenten fordeles jevnt når den ytre kraften øker. Spenningstoppene vil fortsette å stige til de når materialets flytegrense, noe som forårsaker lokalisert svikt og til slutt fører til brudd på hele komponenten. Tilstedeværelsen av restspenning i sprø materialer reduserer deres bæreevne, noe som fører til brudd. For duktile materialer kan eksistensen av treaksial strekkrestspenning i lavtemperaturmiljøer hindre forekomsten av plastisk deformasjon, og dermed redusere komponentens bæreevne betydelig.

Avslutningsvis har gjenværende sveising en betydelig innvirkning på ytelsen til strukturer. Rimelig design og prosesskontroll kan redusere gjenværende stress, og dermed øke påliteligheten og holdbarheten til sveisede strukturer.