不均勻加熱及焊接熱過程引起應(yīng)力與變形

取5塊長度、厚度及寬度相同的綜合管廊預(yù)埋槽鋼，將它們排列起來，如果將第3塊綜合管廊預(yù)埋槽鋼加熱，而其他綜合管廊預(yù)埋槽鋼不加熱，同時假定它們互相間不傳 熱，可以自由滑動，則板條3將和上節(jié)討論的自由狀態(tài)下均勻加熱 的情況相同，如圖1-9所示。

管廊預(yù)埋槽道

如果將5塊綜合管廊預(yù)埋槽鋼變成一整塊綜合管廊預(yù)埋槽鋼，我們只均勻加熱中間部分， 同時假設(shè)它們之間不傳熱，那么中間部分受熱后要伸長的W被其他部分阻止，不能自由伸長，只能伸長W，由于不加熱部分和加熱部分是一塊平板，是相互剛性連接在一起的，如圖1-10所示， 因此被拉長，此時在整塊平板中將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在加熱部分是壓縮的內(nèi)應(yīng)力，而在其他部分為拉伸的內(nèi)應(yīng)力，如果此時加熱部分 的壓應(yīng)力大于則產(chǎn)生塑性壓縮變形，冷卻后中間加熱的部分將 縮短，而其他部分限制它縮短，于是在冷卻后的平板中將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在中間加熱部分有拉應(yīng)力，而在其他部分將有壓應(yīng)力，根據(jù)內(nèi)應(yīng)力的特點，這些內(nèi)應(yīng)力的代數(shù)和應(yīng)等于零。

綜合管廊預(yù)埋槽鋼

由上述討論中可知，對于加熱的高溫區(qū)域在加熱時有壓應(yīng)力， 冷卻后有拉應(yīng)力，在不變熱的區(qū)域則相反。

不均勻所形成的應(yīng)力與變形和焊接過程所形成的應(yīng)力與變形的基本原因是相同的，只是焊接綜合管廊預(yù)埋槽鋼時熱源是在移動的，情況更復(fù)雜一 些，但形成應(yīng)力與變形的基礎(chǔ)原理是一致的，也就是說由于不均勻圖1-10整塊平板加熱冷卻時的變形與應(yīng)力加熱和冷卻及焊件的剛性（及外界的約束程度）是造成焊接應(yīng)力與 變形的基本原理。