焊接薄壁鋼管構(gòu)件多用于土木、建筑、海洋結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，構(gòu)件大多是由平板冷彎成圓筒形狀，然后在接縫處施焊從而形成完整的筒體。在焊接過程中，由于焊縫附近的鋼材處于600℃以上的高溫而呈現(xiàn)完全塑性，這部分材料和其它部分構(gòu)件截面因不均勻的升、降溫而引起不均收縮，從而產(chǎn)生了縱向殘余應(yīng)力。縱向殘余應(yīng)力的存在對焊接薄壁鋼管構(gòu)件受載時的變形情況和極限承載力均有著較大的影響。因此，焊接薄壁鋼管縱向殘余應(yīng)力測試是對其進行全面穩(wěn)定承載力研究的必要前提之一。

殘余應(yīng)力測試步驟

儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHMK殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK專用鉆孔裝置組成。多點測量，軟件式操作。

試驗所用的焊接鋼管試件截面尺寸為D*t=800mm*8mm，鋼材為Q235。試驗在焊接圓鋼管圈周邊均勻布設(shè)了8個測點，其中第1個測點設(shè)在焊縫處，測點采用三向應(yīng)變片，沿0°、45°、90°三個方向排列有敏感柵。

步驟

1. 將待測點位置刨平磨光，并用乙醚清洗干凈，然后用膠水將應(yīng)變片粘貼好，將導(dǎo)線接入殘余應(yīng)力專用應(yīng)變片。

2. 調(diào)平后，讀出各測點的應(yīng)變初讀數(shù)；

3. 用盲孔法專用鉆孔裝置在指定位置以平穩(wěn)速度鉆孔；

4. 讀出各測點應(yīng)變值；

5. 計算每個測點殘余應(yīng)力值及其沿截面分布情況。

表1給出了本次試驗8個測點的實測縱向殘余應(yīng)力，圖1所示為由此方法確定的焊接鋼管沿圓周的縱向殘余應(yīng)力近似分布模式。

結(jié)論

由上述表1和圖3的試驗結(jié)果可以看出，用鉆孔法測定焊接薄壁鋼管的縱向殘余應(yīng)力是可行的，其縱向殘余應(yīng)力沿圓周截面呈不均勻分布，在焊縫附近，其值最大，可達到鋼材屈服強度的70%左右，主要為拉應(yīng)力。但是由于影響測定結(jié)果的因素很多，我們測點數(shù)也有限，因此本次實驗所測應(yīng)力僅是沿鋼管圓周有代表性的幾個截面的縱向殘余應(yīng)力。