A tensión residual de soldadura refírese á tensión interna xerada nas estruturas soldadas debido á deformación térmica restrinxida durante o proceso de soldadura. Particularmente, durante a fusión, solidificación e encollemento de arrefriamento do metal de soldadura, xérase un estrés térmico significativo debido ás restricións, polo que é o compoñente principal da tensión residual. Pola contra, a tensión interna derivada dos cambios na estrutura metalográfica durante o proceso de arrefriamento é un compoñente secundario da tensión residual. Canto maior sexa a rixidez da estrutura e canto maior sexa o grao de restrición, maior será o esforzo residual e, en consecuencia, máis significativo será o seu impacto sobre a capacidade de carga estrutural. Este artigo discute principalmente o impacto da tensión residual de soldadura nas estruturas.
Impacto da tensión residual de soldadura sobre estruturas ou compoñentes
A tensión residual de soldadura é a tensión inicial presente na sección transversal dun compoñente mesmo antes de que soporta calquera carga externa. Durante a vida útil do compoñente, estes esforzos residuais combínanse cos esforzos de traballo causados por cargas externas, o que provoca unha deformación secundaria e unha redistribución do esforzo residual. Isto non só reduce a rixidez e estabilidade da estrutura, senón que tamén, baixo os efectos combinados da temperatura e do ambiente, afecta significativamente a resistencia á fatiga da estrutura, a resistencia á fractura fráxil, a resistencia ao agrietamento por corrosión por tensión e a rachadura por fluencia a alta temperatura.
Impacto na Rixidez Estrutural
Cando a tensión combinada das cargas externas e a tensión residual nunha determinada área da estrutura alcanza o límite de fluencia, o material nesa área sufrirá deformacións plásticas localizadas e perderá a súa capacidade para soportar máis cargas, provocando unha redución da sección transversal efectiva. área e, en consecuencia, a rixidez da estrutura. Por exemplo, en estruturas con soldaduras lonxitudinais e transversais (como as soldaduras de placas nervadas en vigas en I), ou aquelas que sufriron un endereitamento de chama, pódese xerar un esforzo de tracción residual significativo en seccións transversais máis grandes. Aínda que o rango de distribución destes esforzos ao longo da lonxitude do compoñente pode non ser extenso, o seu impacto sobre a rixidez aínda pode ser substancial. Particularmente para vigas soldadas sometidas a un endereitamento extensivo de chama, pode haber unha diminución notable da rixidez durante a carga e un rebote reducido durante a descarga, o que non se pode pasar por alto para estruturas con altos requisitos de precisión dimensional e estabilidade.
Impacto sobre a resistencia da carga estática
Para materiais fráxiles, que non poden sufrir deformación plástica, a tensión dentro do compoñente non se pode distribuír uniformemente a medida que aumenta a forza externa. Os picos de tensión continuarán subindo ata alcanzar o límite de rendemento do material, provocando fallos localizados e, finalmente, provocando a fractura de todo o compoñente. A presenza de tensión residual nos materiais fráxiles reduce a súa capacidade de carga, provocando fracturas. Para materiais dúctiles, a existencia de tensión residual de tracción triaxial en ambientes de baixa temperatura pode dificultar a aparición de deformación plástica, reducindo así significativamente a capacidade de carga do compoñente.
En conclusión, a tensión residual de soldadura ten un impacto significativo no rendemento das estruturas. Un deseño razoable e o control do proceso poden reducir a tensión residual, mellorando así a fiabilidade e durabilidade das estruturas soldadas.
Hora de publicación: 01-ago-2024
