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不銹鋼彎頭焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有什么呢

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不銹鋼彎頭焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有什么呢

發(fā)布日期：[2023-08-03]     點(diǎn)擊率：
不銹鋼彎頭的焊接一般采用熔焊。熔焊的本質(zhì)是通過加熱使母材和焊縫金屬形成共同的晶粒結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)原子間的結(jié)合。不銹鋼彎頭的熔焊一般涉及加熱、熔化、冶金反應(yīng)、結(jié)晶、固相轉(zhuǎn)變等過程。不銹鋼彎頭焊接過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因如下：
熱應(yīng)力引起的不均勻塑性變形，導(dǎo)致殘余應(yīng)力。材料快速加熱和冷卻后，材料表面和內(nèi)部之間會(huì)產(chǎn)生較大的溫差，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。該熱應(yīng)力與彈性范圍內(nèi)的溫差成正比。當(dāng)溫差足夠大，熱應(yīng)力超過材料的屈服點(diǎn)時(shí)，將發(fā)生塑性變形，因此當(dāng)溫差消失時(shí)，將產(chǎn)生殘余應(yīng)力。假設(shè)溫差t=200℃，材料的線膨脹系數(shù)為1.2×105，彈性模量E=2000kg/mm2，熱應(yīng)力為200×一點(diǎn)二×105=48kg/mm2≈ 480兆帕。
如果材料的屈服點(diǎn)低于此值，則不可避免地會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。產(chǎn)生殘余應(yīng)力的小溫差稱為臨界溫差。如果材料快速加熱，且內(nèi)外表面之間的溫差超過臨界溫差，則會(huì)產(chǎn)生外部拉伸和內(nèi)部壓縮殘余應(yīng)力。不銹鋼彎頭的焊接過程是快速冷卻的過程，焊道快速加熱，然后會(huì)產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力。
隨著熱源的離開，當(dāng)部分熔化的金屬開始結(jié)晶時(shí)，相變過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力開始結(jié)晶。金屬從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。鐵是同素異形體金屬。隨著溫度的降低，變?yōu)楣虘B(tài)的鐵也會(huì)發(fā)生固相轉(zhuǎn)變，即[-Fe][-Fe][-Fe+[-Fe_][-Fe]的轉(zhuǎn)變。由于焊接是快速和連續(xù)冷卻的，并且固態(tài)原子的擴(kuò)散比液態(tài)原子的擴(kuò)散困難得多，因此這種相變過程很容易過冷并被推到較低的溫度。
α-Fe的相變過程→ α-Fe→ α-Fe通常會(huì)引起很大的內(nèi)應(yīng)力，這是由相變過程中的體積變化引起的。兩者都是。整個(gè)過程產(chǎn)生表面張力和內(nèi)部壓縮的內(nèi)應(yīng)力（殘余應(yīng)力）。

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