厚壁不銹鋼管焊接后存在殘余應(yīng)力，根據(jù)產(chǎn)生的原因來分有溫度殘余應(yīng)力、相變殘余應(yīng)力和裝配殘余應(yīng)力。

    （一）對(duì)接接頭中的殘余應(yīng)力

    中厚度鋼板對(duì)接焊后產(chǎn)生平行于焊縫軸線的縱向殘余應(yīng)力。

    1．縱向殘余應(yīng)力

    對(duì)接接頭縱向殘余應(yīng)力的分布，在焊縫和焊縫附近處出現(xiàn)拉應(yīng)力，一般都達(dá)到或超過厚壁不銹鋼管材料的屈服極限，隨著至焊縫距離的增加，拉應(yīng)力急劇下降并轉(zhuǎn)為壓應(yīng)力。對(duì)接的兩板是等寬時(shí)，則產(chǎn)生的縱向應(yīng)力分布與焊縫位置是對(duì)稱的；板寬不等時(shí)，則縱向應(yīng)力分布也不對(duì)稱。

    具有交叉焊縫的對(duì)接接頭的縱向應(yīng)力疊加，兩個(gè)方向的應(yīng)力都可達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值，若橫向應(yīng)力不計(jì)，交叉焊縫的縱向應(yīng)力分布。由此可見，焊縫交叉處所受的應(yīng)力是相當(dāng)大的。

    2．橫向殘余應(yīng)力

    厚壁不銹鋼管橫向殘余應(yīng)力是由于焊縫金屬的縱向收縮造成板的彎曲變形和焊縫金屬的橫向收縮造成板的移動(dòng)而產(chǎn)生的。

    (1)焊縫的縱向收縮引起的橫向殘余應(yīng)力假使沿焊縫軸線把已經(jīng)對(duì)焊好的兩板分開，每塊板將會(huì)出現(xiàn)如圖所示的變形。但兩板實(shí)際上是通過焊縫連成一個(gè)整體，因此，焊縫內(nèi)部必然受到應(yīng)力作用。但隨著板的寬度增加，則彎曲變形的傾向變小，橫向殘余應(yīng)力的數(shù)值也變小。

    (2)厚壁鋼管焊縫的橫向收縮引起的橫向殘余應(yīng)力  當(dāng)所焊的極很寬時(shí)，彎曲的影響很小，因而焊縫內(nèi)的橫向殘余應(yīng)力取決于焊縫的橫向收縮。在焊道的全長(zhǎng)上敷置焊縫并非同時(shí)，后焊的焊縫在收縮對(duì)，受到先焊的焊縫段的限制，因此在后焊的焊縫段內(nèi)產(chǎn)生了拉應(yīng)力，而在先焊的焊縫段內(nèi)產(chǎn)生了壓應(yīng)力，逐段影響，直至焊完厚壁不銹鋼管。

    （二）反作用應(yīng)力

    如果厚壁不銹鋼管本身剛性很大或在焊接時(shí)受到外界的約束，這時(shí)引起的應(yīng)力一般稱“反作用”殘余應(yīng)力。

    厚壁不銹鋼管上裂紋焊補(bǔ)時(shí)，由于裂紋周圍剛性大，補(bǔ)焊后就會(huì)出現(xiàn)極大的反作用殘余應(yīng)力，這是補(bǔ)焊后容易重新開裂的原因。

    （三）相變應(yīng)力（組織應(yīng)力）

    厚壁不銹鋼管的焊縫金屬與附近母材在焊接熱的作用下，會(huì)產(chǎn)生一定的組織變化，常常會(huì)出現(xiàn)組織應(yīng)力。例如當(dāng)快冷到35—200℃,，焊縫產(chǎn)生馬氏體組織，使體積急劇增大，但受到周圍基本金屬的阻止，因而焊縫區(qū)內(nèi)將受到縱向壓縮殘余應(yīng)力，而周圍加熱低于A點(diǎn)的母材將產(chǎn)生縱向拉伸殘余應(yīng)力。

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