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浅析点焊机焊接应力的作用和影响

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点焊机焊接残余应力在构件中并非都是有害的,在分析其对结构失效或使用性能可能带来的影响时,应根据不同材料、不同结构设计、不同承载条件和不同运行环境进行具体分析。

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1、对构件承受静载能力的影响,在塑性良好的构件上,焊接残余应力对承受静载能力没有影响,在塑性差的构件上,当应力值达到抗拉强度Rm后,将发生局部破坏,导致构件断裂。

2、对结构脆性断裂的影响,在实际构件中,当高强度结构钢的韧性较低时,在焊接接头处的缺陷(裂纹、未焊透)会导致结构的低应力脆性断裂。

3、对疲劳强度影响,焊接拉伸残余应力在疲劳载荷中提高了应力平均值和应力循环特征,从而降低疲劳强度,焊接接头是应力集中区,残余拉应力对疲劳的不利影响也会更明显,提高焊接结构的疲劳强度不仅要着手于降低残余应力,而且应减小焊接接头区的应力集中,避免接头区的几何不完整性和力学不连续性,如去除焊缝余高和咬边,使表面平滑,也可采用不同的工艺措施,改善焊接结构抗疲劳性能,如点状加热、局部锤击或超载处理等。

4、对结构刚度的影响,在焊接梁形构件时,当外载的工作应力为拉应力时,将降低结构的刚度,当结构受弯曲时,焊接残余应力对刚度的影响,与焊缝位置有关,焊缝所在部位的弯曲应力越大,则其影响也越大。

5、结构上有纵向和横向焊缝时(例如工字梁上的肋板焊缝),或经过火焰校正,都可能在相当大截面上产生拉应力,虽然在构件长度上的分布范围并不太大,但对刚度仍有较大的影响,特别是采用大量火焰矫正后的焊接梁山,在加载时刚度可能有较明显的下降,对于尺寸精度和稳定性要求较高的结构是不容忽视的。

6、对应力腐蚀的影响,一些焊接构件工作在有腐蚀性的环境中,尽管外载的工作应力不一定很高,但焊接残余拉应力本身就会引起腐蚀开裂,这是在拉应力与化学反应共同作用下发生的,残余应力与工作应力叠加后拉应力值越高,应力腐蚀开裂的时间越短,为提高构件的抗应力腐蚀性能,应选用特定的环境和工作介质具有良好的抗腐蚀性材料,或对焊接构件进行消除残余应力的处理。

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