Effet des contraintes résiduelles de soudage sur la structure soudée

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Ce message a été modifié pour la dernière fois par huanghong le 30/12/2020 09:49 1. L'impact des contraintes résiduelles de soudage sur la résistance à la charge statique de la structure. Pour les composants lisses, tant que le matériau a une plasticité suffisante, la déformation plastique peut uniformiser la contrainte sur la section. L’existence de contraintes résiduelles n’affecte pas la capacité portante du composant, c’est-à-dire qu’elle n’a aucun impact sur la résistance à la charge statique.； Si le matériau est fragile ou a été traité thermiquement et est soumis à l'action d'une contrainte tridimensionnelle, puisque le matériau ne peut pas se déformer plastiquement, la contrainte sur la section du composant ne peut pas être uniforme et la contrainte de traction résiduelle et la contrainte de travail se superposent, provoquant des dommages locaux à la structure et provoquant la rupture de l'ensemble du composant. Pour les éléments crantés, en raison d'une forte concentration de contraintes, il peut y avoir simultanément une contrainte interne de traction élevée. Lorsqu'un composant est soumis à une force gravitationnelle importante pour l'une de ces raisons (telle qu'une baisse de température, une augmentation de la vitesse de déformation ou une section à paroi épaisse), l'action combinée d'une contrainte interne de traction et d'une forte concentration de contraintes réduira la résistance à la charge statique de la structure, la faisant subir une rupture fragile sous l'action d'une contrainte de charge externe bien en dessous de la limite d'élasticité. 2. Effet des contraintes résiduelles de soudage sur la résistance à la fatigue. Lorsqu'il existe une contrainte résiduelle de compression sur l'éprouvette, en particulier sur la surface de l'éprouvette, la résistance à la fatigue peut être améliorée. Par conséquent, pour améliorer la résistance à la fatigue des structures soudées, il est nécessaire non seulement de réduire les contraintes de traction résiduelles, mais également de réduire les facteurs qui provoquent une concentration des contraintes dans les joints, tels qu'un renforcement excessif et une saillie excessive des soudures d'angle. De plus, la résistance à la fatigue des structures soudées peut être améliorée en introduisant des contraintes résiduelles de compression dans les composants par grenaillage, chauffage par points et traitement de surcharge. 3. L’impact des contraintes résiduelles de soudage sur la précision de l’usinage et la stabilité dimensionnelle. S'il y a une contrainte résiduelle de soudage dans la pièce, tandis que la coupe mécanique enlève une partie du matériau, elle supprimera également la contrainte résiduelle dans le matériau enlevé, détruisant ainsi l'équilibre des contraintes dans la pièce, déformant la pièce et affectant la précision de l'usinage. De plus, la contrainte résiduelle dans les composants soudés changera lentement et sera redistribuée au fil du temps, provoquant une relaxation des contraintes. Dans le même temps, la taille de la soudure change également en conséquence, affectant la précision et la stabilité dimensionnelle du composant. L'acier à faible teneur en carbone et l'acier austénitique avec des structures stables ont une faible relaxation des contraintes à température ambiante, de sorte que la contrainte interne change peu avec le temps et que la taille de la soudure est relativement stable. ； Certains aciers de construction alliés à haute température et alliages d'aluminium à haute résistance présentent d'importants changements de contraintes internes en raison de la transformation de structures instables au fil du temps. Le moyen le plus complet de garantir la précision de l’usinage consiste à éliminer les contraintes résiduelles de soudage avant l’usinage. 4. Effet des contraintes résiduelles de soudage sur la stabilité de la tige sous pression. Lorsque la tige est sous pression, la contrainte résiduelle de compression sur la section transversale de la tige sera superposée à la contrainte provoquée par la charge externe, de sorte que la zone de contrainte de compression sur la tige atteigne d'abord la limite d'élasticité, et la contrainte dans cette zone n'augmentera plus, de sorte que la zone perdra la capacité de résister à d'autres charges externes. Cela équivaut à affaiblir la section efficace de la tige, à réduire la contrainte critique de la tige de pression et à affecter négativement la stabilité de la tige de pression. L'influence de la contrainte interne sur la stabilité de la tige de pression est liée à la forme de la section transversale de la tige de pression et à la répartition des contraintes résiduelles. Si la section efficace peut être maintenue éloignée de l'axe neutre de la tige de pression, sa stabilité peut être améliorée. 5. L'influence des contraintes résiduelles de soudage sur la fissuration par corrosion sous contrainte. La fissuration par corrosion sous contrainte est un phénomène qui provoque des fissures sous l'action combinée de contraintes de traction et de milieux corrosifs. La superposition des contraintes résiduelles après le soudage et des contraintes de travail provoque l'apparition rapide de fissurations par corrosion sous contrainte à proximité de la soudure. Par conséquent, pour les structures corrodées, prendre des mesures appropriées pour éliminer les contraintes résiduelles est propice à l’amélioration de la résistance à la corrosion. 6. Effet des contraintes résiduelles de soudage sur la rigidité structurelle. Après le soudage, une contrainte de traction est générée dans la soudure et dans sa zone voisine, une contrainte de compression est générée dans la zone éloignée de la soudure et la contrainte de traction atteint la limite d'élasticité du matériau. Ainsi, lorsque le composant est sous tension, cette zone ne peut pas supporter la charge, ce qui équivaut à une réduction de la surface d'appui effective, entraînant une diminution de la rigidité. Pour les poutres sujettes à la déformation par flexion, la rigidité diminue de la même manière. Le degré de diminution est lié à la taille et à l'emplacement de la zone de déformation plastique. Lorsque la soudure est proche de l’axe neutre, elle a moins d’impact sur la rigidité.