焊接残余应力是指不锈(xiu)钢制品管在焊(han)接热过程中因变形受到约束而产生的残留在焊接结构中(zhong)的内应力。其中尤(you)以焊缝金(jin)属熔化后再凝固、冷却收缩受到约束(shu)而产生的热应力最为显著,是残余应力(li)的主要部分。在焊接冷却过程中内(nei)部金相组织变化时出现的内应力是残余应力的次要部分。结(jie)构的(de)刚性愈大,即拘束(shu)度愈大(da),产生的残余应力也愈大,对结构承载能(neng)力的影响也愈(yu)大。那么该如何消除不锈钢制(zhi)品管焊接残余应力呢?
一、振动法 振动法的实质是通(tong)过振(zhen)动的形式给不锈钢制品管施加一(yi)个动应力,当动应力与(yu)其本身(shen)的残余应力叠加后,达到或超过(guo)材料的微观屈服极限时,钢管就(jiu)会发生(sheng)微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形,同时降低并均化其内部的残余应力,最终达到防止不锈钢管变形与开裂,稳定尺(chi)寸与几何精度(du)的目(mu)的。所有形状大小(xiao)的不锈(xiu)钢管(guan)都可以使用这种方法完(wan)成,不仅适用性强,还(hai)节省成本,效率高。
二、局部高温回火 将焊缝(feng)及其附近应力较大的局部(bu)区(qu)域加(jia)热到(dao)高温回火温度,然后保温并缓慢冷却。常用于不锈钢制品管焊接(jie)接头,以及长构件的对(dui)接接头等。虽然局部高(gao)温回火难(nan)以完全消除残余应力(li),但可降低其峰值,使应力的分布比较平缓。消除(chu)应力的效果(guo)取决于局部区域的温度分布均匀(yun)程度,保证足够的加热宽度,可以取得较好的降低应力的(de)效果。局(ju)部(bu)高温回火可采用气体火焰加热、工频感应加(jia)热、红外线加热及履带式(shi)加热等方法。
三、整体高(gao)温回火 整体高温回(hui)火一般在炉内(nei)进行。对于尺寸比较大的焊管(guan),也可采用在管材外(wai)壁覆盖绝热层,而在管材内部用火焰或电阻加热的办法来(lai)处理。把焊件(jian)整(zheng)体加热到一定温度,保温一定时间,然后缓慢冷却。实(shi)践表(biao)明,整体高温回火消除(chu)焊接残余应(ying)力的效果最好,它(ta)可(ke)将80%~90%以(yi)上的残余应力消除。
四、机械拉伸法 焊后对
不锈钢制品管加载,使具有较高拉伸残余应力(li)的区域产生拉(la)伸(shen)塑(su)性变形,卸载后可抵消一部分焊接残余应力。加载应力越高,焊接过(guo)程中(zhong)形成的压(ya)缩塑性变形就被抵消的越多,内应力也就消除的越彻底。
五、温(wen)差拉伸法 在焊缝两侧用可移动(dong)的(de)火焰进行加热,用与(yu)火焰同时移动的喷水进行急冷,因此造成(cheng)了(le)两侧高、焊缝区低的温度场。两侧的金属(shu)因受热膨胀对温度较低的焊缝区(qu)进行拉伸,并且产(chan)生拉伸塑性变形,抵消了部分焊接过程中产生的压缩塑性变(bian)形,从而降(jiang)低了焊接残余应力。
以上就是如何(he)消除不锈(xiu)钢制品管焊(han)接残(can)余应力的五种解决方法(fa),正确的设计方案是控制应力的根本(ben)措施(shi),如减少焊缝的(de)数量(liang)及尺寸、避免焊缝过(guo)分集中、避免应力集中等(deng)方法。但是仅(jin)依靠(kao)正确的(de)设(she)计并不能完(wan)全控制残余应力,还须利用正(zheng)确的工艺方法与(yu)其相结合,才(cai)能有(you)效地将焊接应力的影响控制到较低的程度。