資源描述：
《探析鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、探析鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力身份證號碼：32108619650515xxxx江蘇泰州225300【摘要】在鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用過程中，焊接工藝是一項(xiàng)非常重要的應(yīng)用工藝技術(shù)。對于鋼結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定性和質(zhì)量安全都起到非常重要的影響作用。在焊接過程中，由于大量熱量的高度集中的存在會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力的出現(xiàn)，對于鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。木文結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)對于在鋼結(jié)構(gòu)中殘余應(yīng)力的產(chǎn)生進(jìn)行了分析，并就如何消除其影響提出了具體的建議和措施。【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；焊接工藝；殘余應(yīng)力；分析與消除在建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用對該行業(yè)的發(fā)展起到了極大的推
2、動(dòng)作用。由于鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及抗震性與其他材料相比都更具優(yōu)勢，而且自重輕，建設(shè)施工速度快，所以現(xiàn)在己經(jīng)在建筑行業(yè)中得到了普遍的使用。不過鋼結(jié)構(gòu)也存在著較多的缺點(diǎn)，比如在使用過程中，鋼結(jié)構(gòu)具有脆斷性，這是一個(gè)嚴(yán)重影響建筑質(zhì)量安全的潛在隱患。此外，疲勞破損問題也是一個(gè)非常嚴(yán)重的隱患，這導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性存在缺陷。筆者結(jié)合近年來鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的不同原因進(jìn)行分類，并根據(jù)不同的產(chǎn)生原因?qū)ζ溥M(jìn)行了分析，提出了具體的解決措施和建議。1、不同殘余應(yīng)力的分類在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，由于大量熱量高度集中，在焊接結(jié)束后焊件內(nèi)仍存在一定的
3、應(yīng)力，這些未消除的參與在焊件中的應(yīng)力就是我們經(jīng)常提到的焊接殘余應(yīng)力。根據(jù)這種焊接殘余應(yīng)力方向的不同，可以分為縱向焊接殘余應(yīng)力、橫向焊接殘余應(yīng)力和沿焊縫厚度方向的焊接殘余應(yīng)力三種。具體介紹如下。1.1縱向殘余應(yīng)力縱向焊接殘余應(yīng)力的形成主要是由于在焊接過程中焊接受熱不均勻便進(jìn)行冷卻，這樣就在焊件中形成了不同溫度的溫度場。而不同的溫度場乂會(huì)導(dǎo)致焊件發(fā)生不同程度的膨脹，溫度場越高的地方其膨脹程度越大，所以在焊接過程中由于焊縫附近的溫度最高，所以膨脹最大，而臨邊的溫度最低所以膨脹也最低，這樣就會(huì)產(chǎn)生塑性壓縮，而由于焊縫附近的溫度較高，
4、膨脹系數(shù)較大，所以被塑性壓縮后焊縫區(qū)域與臨界區(qū)域相比要長一些，導(dǎo)致形成縱向的焊接殘余應(yīng)力。1.2橫向殘余應(yīng)力在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中形成橫向殘余應(yīng)力的主要原因有兩個(gè)，一個(gè)是在焊接過程中由于焊縫縱向收縮，而鋼板向外彎曲，形成了一個(gè)弓形。而焊縫又將兩塊鋼板連接在一起，形成了一個(gè)整體，這樣在焊縫的中間就產(chǎn)生了橫向的拉應(yīng)力，同吋在兩端也產(chǎn)生了橫向的拉應(yīng)力。第二個(gè)原因是在焊接過程中，由于焊縫的焊接位置不相同，所以在焊接結(jié)束進(jìn)行冷卻的過程中也會(huì)出現(xiàn)差別。在焊接吋先焊接的焊縫由于焊接吋間早，冷卻時(shí)間也早，所以其強(qiáng)度較強(qiáng)，而后面的焊縫由于焊接的
5、較晚，冷卻的也較晚，所以焊縫位置就會(huì)發(fā)生橫向的膨脹，導(dǎo)致橫向塑性壓縮發(fā)生變形。在這兩個(gè)原因的共同作用下，焊縫的橫向拉應(yīng)力和方向都會(huì)發(fā)生改變，最終導(dǎo)致產(chǎn)生橫向殘余應(yīng)力。1.3沿焊縫厚度方向的殘余應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中產(chǎn)生的沿焊縫厚度方向的殘余應(yīng)力主要是由于鋼結(jié)構(gòu)的厚度較大，在焊接時(shí)需要采用多重焊接的方式進(jìn)行施焊。所以在焊接過程中除了會(huì)產(chǎn)生縱向的焊接殘余應(yīng)力和橫向的焊接殘余應(yīng)力之外，還會(huì)產(chǎn)生沿焊縫厚度方向的殘余應(yīng)力。這種殘余應(yīng)力的存在，對于鋼結(jié)構(gòu)的塑性會(huì)產(chǎn)生重要的影響,進(jìn)而影響鋼結(jié)構(gòu)的脆弱性和結(jié)構(gòu)性，對建筑工程的質(zhì)量造成重要影響。
6、在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，焊接殘余應(yīng)力不僅是這三種應(yīng)力，還有蘇他的，比如在焊接過程中如果焊件在一種約束狀態(tài)下被施焊，那么會(huì)造成殘余應(yīng)力伸縮變形，進(jìn)而導(dǎo)致殘余應(yīng)力的增加，不過在鋼結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力中，這三種殘余應(yīng)力是主要的。2、對殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因的分析2.1直接應(yīng)力在焊接過程中，由于焊件受熱不均勻以及在冷卻吋的差別形成了不冋的溫度場，這是造成殘余應(yīng)力產(chǎn)生的最主要原因。所以對于焊接殘余應(yīng)力的分析首先就需要對這種溫度場進(jìn)行分析。溫度場的不同導(dǎo)致在焊接過程中焊件的受熱不均勻，這樣焊件的不同位置就會(huì)發(fā)生不同程度的膨脹，這又導(dǎo)致產(chǎn)生了不冋位
7、置之間的熱應(yīng)力，而冷卻吋由于膨脹程度不同，所以冷卻后位置也不相同。2.2間接應(yīng)力間接應(yīng)力主要是指在焊接過程進(jìn)行前，工件受到的外在的壓力，或者由于外界環(huán)境的限制而產(chǎn)生的間接力。在這種力的作用下，焊接過程中需要首先進(jìn)行乳制和拉撥，這樣會(huì)增加間接應(yīng)力，不過間接參與應(yīng)力的存在不是孤立的，往往都是以合力的形式出現(xiàn)。3、降低焊接殘余應(yīng)力的方法3.1振動(dòng)時(shí)效法通過以往的工作經(jīng)驗(yàn)表明，振動(dòng)吋效法在降低鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的焊接殘余應(yīng)力上的應(yīng)用效果非常明顯。這種方法的一大優(yōu)勢是比較靈活，不受到鋼結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀以及自重等因素的影響，能夠高效的完成
8、殘余應(yīng)力的消除工作,而且周期短、無污染。所以在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中可以通過選擇合適的振型的方式，對于關(guān)鍵部位施加適度的應(yīng)力，從而通過振動(dòng)降低或者消除鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3.2間接焊接法在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，也可以通過采用間接焊接法的方式消除焊接中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力
