Контроль остаточных напряжений после сварки

Процесс сварки, связанный с локальным нагревом и последующим неравномерным остыванием металла, оставляет в конструкции внутренние остаточные напряжения. Разберём, почему это важно контролировать.

Природа остаточных напряжений

При сварке зона шва нагревается значительно сильнее окружающего металла, а затем остывает с разной скоростью в разных точках — неравномерное температурное расширение и сжатие оставляет в металле «замороженные» внутренние напряжения даже после полного остывания и в отсутствие внешней нагрузки.

Чем это опасно

Остаточные напряжения складываются с рабочими нагрузками конструкции в эксплуатации — в отдельных случаях суммарное напряжение может приблизиться к пределу прочности материала даже при умеренной внешней нагрузке, повышая риск разрушения именно в зоне сварных швов.

Методы снижения остаточных напряжений

• термическая обработка (отпуск) после сварки — контролируемый нагрев снимает часть внутренних напряжений;
• правильная последовательность сварки — определённый порядок наложения швов минимизирует накопление напряжений в конструкции;
• предварительный подогрев перед сваркой толстостенных элементов снижает температурный градиент и, соответственно, остаточные напряжения.

Методы контроля

Существуют как разрушающие методы (с вырезкой образца), так и неразрушающие способы оценки остаточных напряжений, включая рентгеновскую дифрактометрию — выбор метода зависит от ответственности конструкции и доступных возможностей контроля.

Практическое значение

Для большинства обычных строительных металлоконструкций остаточные напряжения не требуют специального контроля, но для особо ответственных объектов — сосудов под давлением, ответственных сварных узлов — это может быть важной частью общей системы обеспечения качества.

Для ответственных конструкций мы применяем технологические меры по снижению остаточных сварочных напряжений.

Есть вопросы по технологии сварки для ответственной конструкции? Оставьте заявку.