Tensiuni reziduale

Tensiunile reziduale sunt deformarea elastică și solicitarea corespunzătoare într-un corp solid în absența acțiunii mecanice exterioare asupra acestuia.

Tensiunile reziduale apar în material în timpul tratamentului termic, trecerea de la starea lichidă la starea solidă, în timpul prelucrării, sudării etc. Tensiunile reziduale sunt întotdeauna prezente în plastic, metal, sticlă. Motivul apariției tensiunilor reziduale este neomogenitatea stării deformate a unui corp solid din cauza diferitelor modificări ale lungimii sau volumului acestuia în diferite locuri.

Apariția tensiunilor reziduale în timpul trecerii unui material de la starea lichidă la starea solidă se explică prin faptul că solidificarea începe în straturile de suprafață și este însoțită de contracție. Avansul în întărirea stratului exterior duce la apariția unor tensiuni interne de tracțiune în acesta.

Tensiunile reziduale pot fi făcute în scopuri constructive (antene spațiale auto-expandibile [1] ) sau pot fi dăunătoare. Tensiunile reziduale dăunătoare sunt un defect ascuns. Pentru a le reduce, se iau un set de măsuri.

Clasificare

Tensiunile reziduale, în funcție de dimensiunea lor, se împart în:

• Tensiuni reziduale de primul fel în dimensiuni comparabile cu dimensiunea întregului corp;
• Tensiuni reziduale de al 2-lea fel sau microscopice, ca dimensiuni comparabile cu marimea granulelor de metal. Tensiunile microscopice sunt studiate prin metode radiografice;
• Tensiune reziduală de al 3-lea fel sau distorsiuni submicroscopice, în dimensiuni comparabile cu dimensiunile rețelei cristaline atomice.

Tensiunile reziduale dăunătoare (adesea la tracțiune) duc la distrugerea produsului, la apariția fisurilor în acesta și la accelerarea coroziunii. Tensiunile utile, de cele mai multe ori compresive, cresc elasticitatea produsului, rezistența și măresc rezistența la coroziune.

Tensiuni reziduale la sudare

În procesul de sudare a unei structuri în timpul răcirii metalului, apar tensiuni în ea cauzate de încălzirea inegală a bazei și a metalelor depuse, contracția metalului după sudare, modificări structurale ale metalului datorită încălzirii și răcirii rapide, modificări ale solubilitatea gazelor în sudură în timpul răcirii acesteia. Tensiunile interne contribuie atât la deformarea, cât și la fracturarea produsului sudat. Sunt luate măsuri structurale și tehnologice pentru eliminarea tensiunilor reziduale.

Măsuri structurale:

• Metalul de bază este un metal care nu formează structuri de întărire atunci când este răcit în aer. Metalul electrozilor trebuie să aibă proprietăți plastice care nu sunt mai mici decât proprietățile plastice ale metalului de bază.
• În timpul procesului de sudare, concentrarea cusăturilor și intersecția lor nu trebuie permisă.
• La sudare, trebuie evitate cusăturile sub formă de contururi închise. Aceasta crește tensiunea în plan.
• Ar trebui evitate eșarfele de sudură, suprapunerile care conduc la o creștere a tensiunilor în plan.
• La sudare, este necesar să se acorde preferință sudurilor cap la cap, care sunt mai puțin rigide. În ele, concentrația tensiunilor de forță este mult mai mică decât în ​​sudurile de colț.
• În procesul de proiectare a structurilor sudate, este necesar să se prevadă posibilitatea de fabricare a ansamblurilor sudate individuale, care ar putea fi apoi conectate într-o structură comună. Acest lucru reduce în general tensiunea în plan.

Măsuri tehnologice:

• Încălzirea prealabilă și concomitentă a produselor în timpul procesului de gătire;
• După sudare, metalul fierbinte este forjat;
• Revenirea după sudare reduce tensiunile reziduale cu 85-90%;
• Suduri de rulare.

Utilizare

Tensiunea reziduală este utilizată pentru a face arcuri, antene auto-expandibile, rulouri metalice și alte produse. În acest caz, metalul este călit . Tensiunile reziduale apar de obicei în timpul întăririi ca urmare a tratamentului termic.

Literatură

• Bashkatov A.V. Tensiuni si deformatii in timpul sudarii. Voronej. Ed. VSTU. 1999.
• Glikman L. A., Metode pentru determinarea tensiunilor reziduale, „Tr. Leningrad. ing.-econ. in-ta”, 1960, nr. treizeci;
• Birger I. A. Tensiuni reziduale, M., 1963;
• Ugolev B. N. Tensiuni interne în lemn în timpul uscării sale, M.-L., 1959;
• Vasiliev D. M., Dobrodeeva N. M., „Fizica stării solide”, 1962, vol. 4, nr. 1, p. 140-47.
• P.Ya.Bokin. Proprietățile mecanice ale sticlelor de silicat, 29. Nauka, L., 1970.
• Cheredov V.N. Defecte ale cristalelor sintetice de fluorit. Sankt Petersburg: Știință. - 1993. - 112 p.
• Hosford, William F. 2005. „Stresuri reziduale”. În Comportamentul mecanic al materialelor, 308–321. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-84670-7
• Cary, Howard B. și Scott C. Helzer (2005). Tehnologia modernă de sudare. Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3 .
• Shajer, Gary S. 2013. Metode practice de măsurare a stresului rezidual. Wiley. ISBN 978-1-118-34237-4

Link -uri

• TENSIUNE REZIDUALĂ Arhivat 19 iunie 2016 la Wayback Machine
• Câmpuri de tensiuni reziduale tipice în îmbinările sudate Arhivat la 1 iulie 2016 la Wayback Machine

Note

1. ↑ Building in space Arhivat 15 iunie 2009.