Was ist Schweißstress?
Während des Schweißprozesses führt der Anstieg der lokalen Temperatur zu einer Wärmeausdehnung im Schweißbereich. Diese Ausdehnung wird jedoch durch die umgebenden kühleren Bereiche begrenzt und kann sich nicht frei ausdehnen. Anschließend schrumpfen und verformen sich diese begrenzten Bereiche während des Abkühlprozesses, was zu Restspannungen in und um die Schweißnaht führt. Diese Eigenspannung entsteht aufgrund der mechanischen Inkompatibilität zwischen dem Schweißbereich und dem Bereich, der nicht von der Hitze beeinflusst wird. Dieses Phänomen wird normalerweise durch „inhärente Dehnung“ erklärt, um die Analyse und Vorhersage von Spannungen und Verformungen nach dem Schweißen zu erleichtern.
Auswirkungen von Stress
Erstens führt Schweißspannung häufig zu einer Verformung der Struktur.
Aufgrund der hohen Temperatur im Schweißbereich wird das dicke Blech ungleichmäßig erhitzt und beim Abkühlen kann es leicht zu Verformungen wie Biegung und Verdrehung kommen. Diese Verformung beeinträchtigt nicht nur die Maßhaltigkeit und das Erscheinungsbild des Produkts, sondern erschwert auch die spätere Montage, da unregelmäßige Formen oft zusätzliche Korrekturprozesse erfordern.
Zweitens kann das Vorhandensein von Schweißspannungen zu einer Verringerung der Materialfestigkeit führen.
In der Schweißnaht und in der Nähe der Schweißnaht wirken sich Schweißspannungen auf die innere Struktur des Materials aus und schwächen seine Tragfähigkeit. Dieses Problem tritt besonders deutlich bei Strukturen auf, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind oder sich in rauen Umgebungen befinden, da sich Risse mit abnehmender Materialfestigkeit eher ausdehnen und sogar zum Gesamtversagen der Struktur führen können. Dies beeinträchtigt nicht nur die Haltbarkeit der Struktur, sondern bringt auch größere Sicherheitsrisiken mit sich.
Darüber hinaus kann es durch Schweißspannungen auch zu Rissen im Schweißnahtbereich kommen.
Aufgrund der hohen Spannungskonzentration beim Schweißen dicker Bleche besteht die Gefahr von Heiß- und Kaltrissen in der Nähe der Schweißnaht. Heißrisse treten normalerweise während oder unmittelbar nach dem Schweißen auf, hauptsächlich aufgrund der schnellen Abkühlung des Metalls im Schweißbereich, während Kaltrisse einige Zeit nach Abschluss des Schweißvorgangs auftreten können. Diese Risse schwächen die Integrität und Zuverlässigkeit der Struktur erheblich, erhöhen das Ausfallrisiko und können in wichtigen Bereichen sogar zu plötzlichen Brüchen führen.
So beseitigen Sie Schweißspannungen an geschweißten Teilen
Verwenden Sie Hämmern
Es dient der Kontrolle der Restspannung. In diesem Fall entsteht Schweißeigenspannung, wenn die Schweißnaht abkühlt und schrumpft. Wenn Sie daher während des Schweißens mit einem kleinen Hammer auf die Schweißnaht und die umgebende Oberfläche schlagen, kann sich das Metall ausdehnen und die erzeugte Spannung verringern.
Verwenden Sie Vibration
Es geht darum, den erzeugten Stress zu beseitigen. Nachdem die Belastung des Bauteils einen bestimmten Wert erreicht und nach mehreren Belastungszyklen kann die Spannung in der Struktur abgebaut werden. Und diese Methode erfordert relativ einfache Kosten, kurze Zeit und relativ niedrige Kosten.
Erhitzen Sie die Stressabbauzone
Es geht darum, den erzeugten Stress zu beseitigen. Das heißt, während des Schweißvorgangs kann durch die Behinderung der Erwärmung der Ausdehnungsposition der Schweißzone diese erweitert und erweitert werden, um den Zweck der Beseitigung von Schweißspannungen zu erreichen. Allerdings muss die richtige Heizposition gewählt werden.
Reduzieren Sie die lokale Steifigkeit des Bauteils
Es dient der Kontrolle der Schweißspannung. Beim Schweißen kann die Steifigkeit der Schweißstelle durch fachgerechte Prozessmaßnahmen entsprechend reduziert werden, um die entstehenden Spannungen zu eliminieren.
Vorwärmmethode
Ziel ist es, Stress abzubauen. Der Temperaturunterschied am Bauteil ist relativ groß, was zu einer größeren Spannung führt. Daher kann eine Vorwärmung durchgeführt werden, um den Temperaturunterschied zu kontrollieren und so die Spannung beim Schweißen zu reduzieren.
Hochtemperaturanlassen
Es geht darum, Stress zu reduzieren oder zu beseitigen. Die Eigenspannung des Bauteils kann höchstens der Streckgrenze des Materials entsprechen, und die Streckgrenze des Metalls nimmt mit zunehmender Temperatur ab, d. h. eine Erhöhung der Temperatur kann die Spannung verringern.
