1. Per què l'estrès residual és més greu després de la soldadura?
Tensió residual en bobines-laminades en fred:
El laminat en fred és un procés violent de deformació plàstica que crea tensions residuals inherents i distribuïdes dins del material (normalment esforços de compressió a la superfície i esforços de tracció al nucli).
Si el recuit post-laminat en fred és insuficient, aquestes tensions persistiran.
Noves tensions residuals introduïdes per la soldadura (aquest és el problema principal):
Escalfament local intens: durant la soldadura, la zona de soldadura s'escalfa ràpidament fins al punt de fusió, mentre que el material de base circumdant (-bobina laminat en fred) es manté a una temperatura més baixa.
Expansió i contracció tèrmica desigual: durant l'escalfament, l'expansió de la zona de soldadura està restringida, donant lloc a una compressió plàstica; durant el refredament, la contracció de la soldadura està restringida, la qual cosa condueix a altes tensions residuals de tracció a la zona afectada per la soldadura i la calor-, que sovint s'aproximen a la resistència elàstica del material.
Transformació de la microestructura: alguns acers experimenten transformacions de la microestructura (com la transformació martensítica) sota el cicle tèrmic de soldadura, i aquests canvis de volum exacerben encara més l'estrès.
2. Quins són els perills de no eliminar l'estrès residual de soldadura?
Deformació i inestabilitat: l'alliberament de la tensió condueix a la torsió i deformació dels components, afectant la precisió dimensional i el muntatge.
Fissures per corrosió per esforç: en entorns corrosius, la tensió de tracció accelera molt l'inici i la propagació de les esquerdes.
Reducció de la resistència a la fatiga: l'esforç de tracció residual superposat a l'esforç de tracció de la càrrega de treball redueix la vida útil del component i indueix fàcilment esquerdes per fatiga a les soldadures.
Càrrega reduïda-Capacitat de suport: la tensió residual elevada pot fer que el component s'acosti al seu punt de fluència abans de suportar càrregues externes.
Impacte en el mecanitzat posterior: durant el mecanitzat, el reequilibri de tensions pot provocar noves deformacions, provocant la pèrdua de control sobre la precisió del mecanitzat.
3.Com eliminar l'estrès residual en la soldadura?
Mètodes de tractament tèrmic (més clàssic, més eficaç i àmpliament utilitzat)
Principi: utilitzant la característica que el límit elàstic dels materials disminueix a altes temperatures, l'estrès s'alleuja mitjançant la deformació plàstica. Simultàniament, pot millorar la microestructura gruixuda de la zona afectada per la calor de soldadura-.
Processos principals:
Recuit-d'alleujament d'estrès: també conegut com a "recuit-reductor de tensió". La peça de treball s'escalfa uniformement a una temperatura inferior a Ac₁ (normalment 550-650 graus per a l'acer al carboni), es manté a aquesta temperatura durant un període de temps (calculat en funció del gruix, per exemple, 1 hora per 25 mm) i després es refreda lentament. Aquest és el mètode més complet i fiable.
Temprament general d'alta-temperatura: per als components que requereixen un tremp posterior-de soldadura, el procés de tremp també elimina l'estrès.
Tecnologia d'envelliment de vibracions (alta eficiència, -estalvi d'energia, cada cop més popular)
Principi: un vibrador portàtil aplica una càrrega periòdica a la peça de treball, provocant una deformació plàstica microscòpica a la freqüència de ressonància, aconseguint així l'homogeneïtzació i la reducció de l'estrès.
4.Quins són els principis, els avantatges i els desavantatges del mètode d'estirament mecànic?
Principi: l'aplicació d'una càrrega de tracció superior al límit elàstic al component soldat, en la seva totalitat o en part, provoca una deformació plàstica en tota la-secció transversal, alliberant així la tensió residual. S'utilitza habitualment per a materials de plaques i contenidors soldats.
Mètodes d'implementació: Gats hidràulics, càrrega explosiva, proves hidrostàtiques (per a recipients a pressió, les proves hidrostàtiques serveixen tant d'inspecció com d'alleujament de sobrecàrrega).
Avantatges: Efecte directe, especialment indicat per a estructures de plaques.
Desavantatges: requereix equips de càrrega potents; adequat per a peces de treball de formes i mides específiques.
5.Quines són algunes recomanacions per a la selecció de materials i la coordinació del procés per a bobines-laminades en fred soldades?
Control de la font: per a estructures soldades crítiques, s'han de prioritzar les xapes d'acer-laminades en fred completament processades (és a dir, recuites i anivellades, com SPCC-SD) a causa dels seus nivells de tensió residual inicial més baixos.
Optimització del disseny: reduir el nombre, la longitud i el gruix de les soldadures; evitar les interseccions de soldadura i les soldadures denses; optimitzar el disseny del bisell.
Procés de soldadura: utilitzeu mètodes de soldadura d'entrada de baixa-calor- (p. ex., soldadura MAG en lloc de soldadura manual per arc), soldadura multi-capes múltiples-, soldadura simètrica i mètodes de pre-deformació per reduir l'esforç i la deformació de la soldadura a la font.
Selecció de tractament posterior-de soldadura:
Components estructurals generalment importants: l'envelliment per vibracions és l'opció preferida (econòmica i eficient).
Components-que suporten càrregues crítiques, recipients a pressió i estructures que requereixen resistència a la corrosió per esforços: el recuit-d'alleujament de tensió és obligatori.
Estructures grans que no es poden provar-al forn: s'ha d'utilitzar tractament tèrmic localitzat o envelliment per vibracions.