Wpływ naprężeń spawalniczych na eksploatację konstrukcji należy zawsze rozpatrywać w zależności od sposobu obciążenia złącza. Oznacza to, że naprężenia spawalnicze inaczej oddziałują na elementy ściskane, zginane czy też rozciągane. Jaki jest wpływ naprężeń spawalniczych na eksploatację konstrukcji oraz jakie mogą być ich konsekwencje?
Wpływ naprężeń spawalniczych na eksploatację konstrukcji
Naprężenia spawalnicze to takie, które pozostają w elemencie po zakończeniu spawania i procesów cieplnych z nim związanych. Naprężenia powstają w wyniku miejscowego nagrzania wąskiego obszaru do wysokiej temperatury, przez co spawany materiał rozszerza się, a następnie kurczy wraz ze spadkiem temperatury. W konsekwencji tego procesu dochodzi do:
- nierównomiernego nagrzewania i chłodzenia w stosunkowo krótkim czasie,
- przemian fazowych w wyniku zmiany objętości,
- zmiany właściwości cieplno-mechanicznych w wyniku nagrzewania i chłodzenia.
Podczas nagrzewania materiału w procesie spawania obszar spoiny, strefy wpływu ciepła wraz z przylegającym materiałem podstawowym ulega rozszerzeniu. Pozostała nienagrzana część materiału tworzy utwierdzenie powodujące zmniejszenie rozszerzania. Podczas tego procesu dochodzi do obniżenia granicy plastyczności rozgrzanych obszarów, co w konsekwencji prowadzi do plastycznego spęcznienia, tworząc po ostygnięciu w spawanym złączu naprężenia rozciągające w obszarze spoiny przechodzące do naprężeń ściskających w materiale podstawowym. W większości przypadków wystąpienie naprężeń spawalniczych wpływa niekorzystnie na pracę konstrukcji powodując obniżenie wytrzymałości połączeń spawanych.
Naprężenia spawalnicze niosą ze sobą również inne konsekwencje powodując zmianę wymiarów, a nawet zniekształcenia elementu. Ponadto w wyniku zbyt wysokich naprężeń istnieje ryzyko wystąpienia tzw. korozji naprężeniowej, powodując pęknięcie materiału, przez co dochodzi do korozji wewnątrz materiału.
Literatura:
[1] Ferenc K. “Spawalnictwo” Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2007.
Zobacz też:
Dokumentacja technologiczna spawania
BHP przy pracach spawalniczych
