焊接残余应力对综合管廊模具、管廊模具的影响有多大？

目前我国正在大力推行城市综合管廊模具建设,其施工工艺主要有现浇工艺、预制工艺、现浇与预制结合工艺。预制工艺是利用管廊模具在预制工厂中批量生产管廊钢模具构件,能够有效控制管廊质量,缩短施工周期,弥补了许多现浇施工的不足,因此管廊模具的好坏直接关系到管廊产品的质量。由于城市地下管廊模具尺寸较大且多是由钢材焊接拼接而成,焊接工程量较大,因此焊接残余应力对管廊模具的强度影响较大。

焊接结构固有的二轴或三轴残余应力场与外加应力叠加、接头几何应力集中、焊接缺陷等因素使焊接结构更容易出现三轴拉伸应力状态,同时局部应力过高,这些不利因素均可促使脆性断裂发生。焊接残余应力的存在也降低了模具的疲劳强度,从而影响了模具的服役寿命。影响焊接残余应力分布的因素众多,国内外学者进行了大量的研。T型接头的焊接过程,结果显示焊接速度对焊接残余应力的影响最为显著。

通过对动臂焊接过程的研究得出随着焊接电流的增加,最大焊接残余应力有所增大。分段焊对残余应力的影响,得出分段焊可以降低焊接残余应力峰值,增加残余低应力区。因此采用合理的焊接工艺改善残余应力的分布状态,对提高模具的服役寿命具有重要意义。