Keevitamise jääkpinge

Keevituse jääkpinge viitab sisemisele pingele, mis tekib keevitatud konstruktsioonides keevitusprotsessi ajal tekkiva piiratud termilise deformatsiooni tõttu. Eelkõige tekib keevismetalli sulamisel, tahkumisel ja jahtumisel kokkutõmbumisel piirangute tõttu märkimisväärne termiline pinge, mis muudab selle jääkpinge peamiseks komponendiks. Seevastu metallograafilise struktuuri muutustest jahutusprotsessi käigus tekkiv sisepinge on jääkpinge sekundaarne komponent. Mida suurem on konstruktsiooni jäikus ja suurem piiranguaste, seda suurem on jääkpinge ja järelikult ka selle mõju konstruktsiooni kandevõimele. Selles artiklis käsitletakse peamiselt keevitamise jääkpinge mõju konstruktsioonidele.

Keevitusjääkpinge mõju konstruktsioonidele või komponentidele

Keevituse jääkpinge on algpinge, mis esineb komponendi ristlõikes isegi enne, kui see kannab välist koormust. Komponendi kasutusea jooksul ühinevad need jääkpinged välistest koormustest põhjustatud tööpingetega, mis viib sekundaarse deformatsioonini ja jääkpinge ümberjaotumiseni. See mitte ainult ei vähenda konstruktsiooni jäikust ja stabiilsust, vaid mõjutab temperatuuri ja keskkonna koosmõjul oluliselt ka konstruktsiooni väsimustugevust, rabedat purunemiskindlust, vastupidavust pingekorrosioonipragudele ja kõrge temperatuuriga roomamispragusid.

Mõju konstruktsiooni jäikusele

Kui väliskoormuse ja jääkpinge kombineeritud pinge konstruktsiooni teatud piirkonnas jõuab voolavuspiirini, toimub selles piirkonnas olev materjal lokaalse plastilise deformatsiooni ja kaotab võime taluda täiendavaid koormusi, mis põhjustab efektiivse ristlõike vähenemise. pindala ja sellest tulenevalt ka konstruktsiooni jäikus. Näiteks piki- ja põikisuunaliste keevisõmblustega konstruktsioonides (nt I-talade ribiplaadi keevisõmblused) või leekõgvendusega konstruktsioonides võib suuremates ristlõigetes tekkida märkimisväärne jääktõmbepinge. Kuigi nende pingete jaotus komponendi pikkuses ei pruugi olla ulatuslik, võib nende mõju jäikusele siiski olla märkimisväärne. Eelkõige ulatuslikule leegiga sirgendamisele allutatud keevitatud talade puhul võib märgatavalt väheneda jäikus laadimisel ja väheneda tagasilöök mahalaadimisel, mida ei saa tähelepanuta jätta konstruktsioonide puhul, millel on kõrged nõuded mõõtmete täpsusele ja stabiilsusele.

Mõju staatilisele koormuse tugevusele

Haprate materjalide puhul, mis ei saa plastiliselt deformeeruda, ei saa komponendi sees olev pinge välisjõu suurenedes ühtlaselt jaotuda. Pingetipud tõusevad jätkuvalt, kuni jõuavad materjali voolavuspiirini, põhjustades lokaliseeritud rikke ja lõpuks kogu komponendi purunemise. Jääkpinge esinemine rabedates materjalides vähendab nende kandevõimet, mis põhjustab purunemisi. Plastiliste materjalide puhul võib kolmeteljelise tõmbejääkpinge olemasolu madala temperatuuriga keskkondades takistada plastilise deformatsiooni tekkimist, vähendades seeläbi oluliselt komponendi kandevõimet.

Kokkuvõtteks võib öelda, et keevitamise jääkpingel on oluline mõju konstruktsioonide toimimisele. Mõistlik projekteerimine ja protsessi juhtimine võivad vähendada jääkpingeid, suurendades seeläbi keeviskonstruktsioonide töökindlust ja vastupidavust.