Lasrestspanning verwijst naar de interne spanning die wordt gegenereerd in gelaste constructies als gevolg van beperkte thermische vervorming tijdens het lasproces. Met name tijdens het smelten, stollen en krimpen bij afkoeling van het lasmetaal wordt als gevolg van de beperkingen aanzienlijke thermische spanning gegenereerd, waardoor dit de belangrijkste component van restspanning wordt. Daarentegen is de interne spanning die voortkomt uit veranderingen in de metallografische structuur tijdens het koelproces een secundaire component van restspanning. Hoe groter de stijfheid van de constructie en hoe hoger de mate van beperking, hoe groter de restspanning, en bijgevolg hoe groter de impact ervan op het structurele draagvermogen. Dit artikel bespreekt voornamelijk de impact van lasrestspanning op constructies.
Impact van restspanning bij lassen op constructies of componenten
De restspanning bij lassen is de initiële spanning die aanwezig is op de dwarsdoorsnede van een onderdeel, zelfs voordat het enige externe belasting draagt. Tijdens de levensduur van het onderdeel combineren deze restspanningen met de werkspanningen veroorzaakt door externe belastingen, wat leidt tot secundaire vervorming en herverdeling van restspanningen. Dit vermindert niet alleen de stijfheid en stabiliteit van de constructie, maar heeft, onder de gecombineerde effecten van temperatuur en omgeving, ook een aanzienlijke invloed op de vermoeiingssterkte, de weerstand tegen brosse breuken, de weerstand tegen spanningscorrosie en kruipscheuren bij hoge temperaturen.
Impact op structurele stijfheid
Wanneer de gecombineerde spanning van externe belastingen en restspanning in een bepaald gebied van de constructie het vloeigrenspunt bereikt, zal het materiaal in dat gebied plaatselijke plastische vervorming ondergaan en zijn vermogen verliezen om verdere belastingen te dragen, waardoor de effectieve dwarsdoorsnede afneemt. oppervlak en daarmee de stijfheid van de constructie. In constructies met longitudinale en transversale lassen (zoals de ribplaatlassen op I-balken), of constructies die vlamrichting hebben ondergaan, kan er bijvoorbeeld aanzienlijke resttrekspanning worden gegenereerd in grotere dwarsdoorsneden. Hoewel het verspreidingsbereik van deze spanningen over de lengte van het onderdeel misschien niet uitgebreid is, kan hun impact op de stijfheid nog steeds aanzienlijk zijn. Met name bij gelaste balken die onderworpen zijn aan uitgebreid vlamricht kan er een merkbare afname van de stijfheid tijdens het laden en een verminderde terugvering tijdens het lossen optreden, wat niet over het hoofd kan worden gezien bij constructies met hoge eisen aan maatnauwkeurigheid en stabiliteit.
Impact op statische belastingssterkte
Voor brosse materialen, die geen plastische vervorming kunnen ondergaan, kan de spanning binnen het onderdeel niet gelijkmatig worden verdeeld naarmate de externe kracht toeneemt. De spanningspieken zullen blijven stijgen totdat ze de vloeigrens van het materiaal bereiken, wat lokaal falen veroorzaakt en uiteindelijk leidt tot breuk van het gehele onderdeel. De aanwezigheid van restspanning in brosse materialen vermindert hun draagvermogen, wat leidt tot breuken. Voor ductiele materialen kan het bestaan van triaxiale restspanningen in omgevingen met lage temperaturen het optreden van plastische vervorming belemmeren, waardoor het draagvermogen van het onderdeel aanzienlijk wordt verminderd.
Concluderend heeft de restspanning bij lassen een aanzienlijke invloed op de prestaties van constructies. Een redelijk ontwerp en procesbeheersing kunnen de restspanning verminderen, waardoor de betrouwbaarheid en duurzaamheid van gelaste constructies worden verbeterd.
Posttijd: 01 augustus 2024
