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焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及影響
發(fā)布時(shí)間:2025-08-12 01:52:36來源:瀏覽:136次

焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及影響可歸納如下:

一、產(chǎn)生原因
不均勻加熱與冷卻‌:焊接時(shí)焊縫區(qū)域局部高溫膨脹,受周圍低溫金屬約束產(chǎn)生塑性壓縮;冷卻收縮時(shí)因收縮量差異,受周圍金屬牽制形成拉應(yīng)力。
熱變形協(xié)調(diào)失效‌:金屬局部受熱膨脹與冷卻收縮過程不協(xié)調(diào),導(dǎo)致變形受阻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
結(jié)構(gòu)約束作用‌:焊件受外部剛性固定或自身幾何形狀(如厚板多層焊、管座連接)限制,加劇內(nèi)應(yīng)力積累。厚板焊接時(shí)還會(huì)形成縱向、橫向及厚度方向的‌三向殘余應(yīng)力‌。
二、主要影響

力學(xué)性能下降‌:

脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn)‌:殘余拉應(yīng)力與工作應(yīng)力疊加,可能引發(fā)低應(yīng)力脆斷。
疲勞強(qiáng)度降低‌:在循環(huán)載荷下,殘余拉應(yīng)力加速裂紋擴(kuò)展,顯著縮短結(jié)構(gòu)壽命。
穩(wěn)定性減弱‌:殘余壓應(yīng)力會(huì)降低受壓構(gòu)件的屈曲穩(wěn)定性。

結(jié)構(gòu)功能受損‌:

剛度退化‌:局部區(qū)域應(yīng)力疊加至屈服點(diǎn)后,材料進(jìn)入塑性變形,導(dǎo)致有效承載截面減小,剛度下降。
尺寸精度失控‌:殘余應(yīng)力釋放或重分布引起變形,影響裝配精度及后續(xù)加工質(zhì)量。

環(huán)境敏感性增加‌:

應(yīng)力腐蝕開裂‌:殘余拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共同作用,加速材料開裂。
長期尺寸失穩(wěn)‌:應(yīng)力隨時(shí)間重新分布,導(dǎo)致構(gòu)件尺寸緩慢變化。
關(guān)鍵機(jī)制總結(jié)

焊接殘余應(yīng)力本質(zhì)是‌熱-力耦合作用下的自平衡內(nèi)應(yīng)力‌。其危害源于與工作應(yīng)力的疊加效應(yīng),尤其在應(yīng)力集中區(qū)、低溫環(huán)境或動(dòng)態(tài)載荷下表現(xiàn)更為顯著。

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