厚壁不銹鋼管焊接后產生殘余應力的因素：溫度殘余應力、相變殘余應力和裝配殘余應力

厚壁(bi)不銹鋼管焊接后(hou)存在殘余(yu)應(ying)力，根(gen)據產生原因可分(fen)為溫(wen)度(du)殘余(yu)應(ying)力、相變殘余(yu)應(ying)力和裝(zhuang)配殘余(yu)應(ying)力。

(1)對(dui)接接頭的殘(can)余應力

中厚鋼板對接焊后產生平行于(yu)焊縫軸線的縱向殘(can)余應力。

1.縱向殘余應力

對接接頭的(de)縱向(xiang)(xiang)殘余應(ying)(ying)(ying)力、拉應(ying)(ying)(ying)力分布(bu)出現在焊(han)縫及焊(han)縫附近，一般達到或(huo)超過厚壁(bi)不銹鋼管(guan)材料的(de)屈(qu)服極限。隨著距焊(han)縫距離的(de)增加，拉應(ying)(ying)(ying)力急劇下降，變成壓應(ying)(ying)(ying)力。當兩塊(kuai)對接板(ban)寬(kuan)度相等時，產生的(de)縱向(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)力分布(bu)與焊(han)縫位置對稱；當板(ban)寬(kuan)不同時，縱向(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)力分布(bu)也是不對稱的(de)。

具有交(jiao)叉焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)對(dui)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)縱(zong)向應(ying)力(li)是疊加的(de)(de)(de)(de)，浙江不銹鋼管廠家并且兩個(ge)方向上的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)可(ke)以達到相當大(da)的(de)(de)(de)(de)值。如(ru)果(guo)不考慮(lv)橫向應(ying)力(li)，交(jiao)叉焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)縱(zong)向應(ying)力(li)分布將被忽(hu)略。由此可(ke)見，焊(han)縫(feng)(feng)相交(jiao)處的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)相當大(da)。

2.橫向殘余應力

厚壁不(bu)銹鋼管的(de)橫向殘余應力是(shi)由焊縫(feng)金屬(shu)縱向收(shou)縮(suo)引起(qi)的(de)鋼板(ban)彎(wan)曲變形和焊縫(feng)金屬(shu)橫向收(shou)縮(suo)引起(qi)的(de)鋼板(ban)移動引起(qi)的(de)。

(1)如(ru)(ru)果(guo)兩(liang)塊焊接板(ban)由(you)于焊縫(feng)縱(zong)向(xiang)收縮產生的(de)橫(heng)向(xiang)殘(can)余(yu)應(ying)力而沿焊縫(feng)軸線(xian)分離，則每塊板(ban)將變形，如(ru)(ru)如(ru)(ru)圖(tu)所示。然(ran)而，這(zhe)兩(liang)塊板(ban)實際上是通過(guo)焊縫(feng)連接成(cheng)一個整體(ti)的(de)。因(yin)此，焊縫(feng)內(nei)部必(bi)須承受(shou)應(ying)力。不銹鋼管廠家然(ran)而，隨著板(ban)的(de)寬度增(zeng)加，彎曲(qu)變形的(de)趨勢減(jian)小，橫(heng)向(xiang)殘(can)余(yu)應(ying)力值(zhi)也(ye)減(jian)小。

(2)當(dang)焊(han)(han)(han)(han)接寬(kuan)度很寬(kuan)時，厚(hou)壁(bi)鋼管(guan)(guan)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫向(xiang)(xiang)收(shou)縮(suo)(suo)產生的(de)橫向(xiang)(xiang)殘余應(ying)力(li)對(dui)彎(wan)曲影響很小(xiao)，因(yin)此(ci)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)的(de)橫向(xiang)(xiang)殘余應(ying)力(li)取決于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)橫向(xiang)(xiang)收(shou)縮(suo)(suo)。在焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)整個長度上進行焊(han)(han)(han)(han)接不是同一時間。背面焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)正在收(shou)縮(suo)(suo)，并受到第(di)一個焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)段的(de)限制(zhi)。因(yin)此(ci)，拉應(ying)力(li)產生在背面焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接段中(zhong)，而壓應(ying)力(li)產生在第(di)一焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接段中(zhong)，并且逐段影響，直到厚(hou)壁(bi)不銹鋼管(guan)(guan)被焊(han)(han)(han)(han)接。

(2)反應應力

如(ru)果(guo)厚壁不銹鋼管本(ben)身非常(chang)堅硬(ying)或(huo)者在焊接過程(cheng)中受到外界的(de)約束，此時產生的(de)應力(li)通常(chang)被(bei)稱為“反作用”殘余應力(li)。

在(zai)厚壁不銹鋼(gang)管(guan)裂(lie)紋的(de)(de)(de)焊(han)接過(guo)程中，由于裂(lie)紋周圍(wei)的(de)(de)(de)剛度較高，補(bu)焊(han)后會產生大量的(de)(de)(de)反應(ying)殘余應(ying)力，這是補(bu)焊(han)后容易再次開裂(lie)的(de)(de)(de)原因。

(3)相(xiang)變(bian)應力(組織應力)

在焊接熱的(de)作用下(xia)，厚壁(bi)不銹(xiu)鋼管的(de)焊縫(feng)(feng)(feng)金屬和附近的(de)母材會產(chan)生(sheng)一(yi)定的(de)結(jie)(jie)構變化，往往會產(chan)生(sheng)結(jie)(jie)構應(ying)力。例如，當溫(wen)度快速冷卻到35-200時，焊縫(feng)(feng)(feng)產(chan)生(sheng)馬氏體(ti)結(jie)(jie)構，這(zhe)急劇增(zeng)加了體(ti)積，但(dan)被周圍的(de)基(ji)本(ben)金屬堵塞(sai)。因此，焊縫(feng)(feng)(feng)區域將承受縱向(xiang)壓縮殘余應(ying)力，而加熱至點A以下(xia)的(de)母材將產(chan)生(sheng)縱向(xiang)拉伸殘余應(ying)力。