Заостали напон заваривања се односи на унутрашње напрезање које настаје у завареним конструкцијама услед ограничене термичке деформације током процеса заваривања. Конкретно, током топљења, очвршћавања и скупљања метала шава приликом хлађења, услед ограничења настаје значајан топлотни напон, што га чини примарном компонентом заосталог напрезања. Насупрот томе, унутрашњи напон који настаје услед промена у металографској структури током процеса хлађења је секундарна компонента заосталог напрезања. Што је већа крутост конструкције и што је већи степен ограничења, већи је заостали напон, а самим тим и значајнији његов утицај на носивост конструкције. Овај чланак углавном говори о утицају заосталог напрезања заваривања на конструкције.
Утицај преосталог напона заваривања на структуре или компоненте
Заостали напон заваривања је почетни напон присутан на попречном пресеку компоненте чак и пре него што она поднесе било какво спољашње оптерећење. Током радног века компоненте, ова заостала напона се комбинују са радним напонима изазваним спољним оптерећењима, што доводи до секундарне деформације и прерасподеле заосталог напона. Ово не само да смањује крутост и стабилност конструкције, већ такође, под комбинованим утицајима температуре и околине, значајно утиче на чврстоћу конструкције на замор, отпорност на крто ломљење, отпорност на корозијско пуцање под напоном и пуцање пузања при високим температурама.
Утицај на структурну крутост
Када комбиновани напон од спољашњих оптерећења и заосталих напона у одређеној области конструкције достигне тачку попуштања, материјал у тој области ће се подвргнути локализованој пластичној деформацији и изгубити способност да поднесе даља оптерећења, узрокујући смањење ефективног попречног пресека. површина и, сходно томе, крутост конструкције. На пример, у структурама са уздужним и попречним завареним спојевима (као што су заваривање ребрастих плоча на И-гредама), или онима које су биле подвргнуте пламеном исправљању, значајно заостало затезно напрезање може да се створи у већим попречним пресецима. Иако опсег дистрибуције ових напона дуж дужине компоненте можда није обиман, њихов утицај на крутост и даље може бити значајан. Нарочито код заварених греда које су подвргнуте екстензивном исправљању пламеном, може доћи до приметног смањења крутости током оптерећења и смањеног одскока током растерећења, што се не може занемарити код конструкција са високим захтевима за прецизност и стабилност димензија.
Утицај на статичку снагу оптерећења
За крхке материјале, који не могу да се подвргну пластичној деформацији, напон унутар компоненте не може бити равномерно распоређен како се спољашња сила повећава. Врхови напона ће наставити да расту све док не достигну границу попуштања материјала, узрокујући локализовани квар и на крају доводећи до лома целе компоненте. Присуство заосталог напрезања у крхким материјалима смањује њихову носивост, што доводи до лома. За дуктилне материјале, постојање триаксијалног затезног заосталог напрезања у окружењима са ниским температурама може ометати појаву пластичне деформације, чиме се значајно смањује носивост компоненте.
Закључно, резидуални напон заваривања има значајан утицај на перформансе конструкција. Разуман дизајн и контрола процеса могу смањити заостало напрезање, чиме се повећавају поузданост и издржљивост заварених конструкција.
Време поста: 01.08.2024
