CHAPTER 9. 잔류응력 및 수축 변형
1. 잔류응력 발생 기구.
용접 이음에 온도 변화와 관련하여 응력의 발생으로 냉각 시 수축 응력이 커서 상온까지 냉각 후에도 잔류응력이 존재한다. 이와 관련 이음 형상, 용접 입열, 판 두께, 모재의 크기, 용착 순서, 용접 순서, 외적 구속 등이 영향을 미친다.
용접 후 후판은 변형이 발생치 않으나 잔류응력은 커져 용접부가 파단될 수 있슴.
박판은 변형이 쉬워 잔류응력은 적다. 따라서 변형을 수정작업이 추가된다.
양단을 고정한 판의 맞대기 용접은 외부 구속으로 인해 용접부에서 떨어진 위치에 큰 인장응력이 발생한다. 이것을 구속응력이라 한다.
2. 잔류응력 분포의 예
자유단 맞대기 이음의 응력 분포
용접BEAD에는 항복 응력과 같은 정도의 인장응력이 작용하고 그 외부 양측에는 인장응력이 1/4 정도 크기의 압축응력이 작용한다.
(1).
(2). 원판 끼워 넣기의 응력 분포
용접선에 따라 최대 잔류 인장응력이 발생한다. 판 폭에 비하여 원판이 작을수록 잔류응력이 커지고 항복응력에 가까운 값이 된다.
(3). PIPED의 맞대기 이음
관의 두께에 비해 직경이 클 경우의 맞대기 이음은 자유단 맞대기 이음과 같은 정도의 잔류응력이 발생한다. 관벽 두께에 비하여 관경이 크지 않을 경우 용착금속 단면 내에 작용하는 용접선에 평행인 원주 응력은 적으나 용착부가 수축하여 관의 이음매가 쉽게 조여지는 변형이 발생하여 원주응력(HOOP STRESS)는 적어지게 되나 용접선 직각 방향에는 내부에 큰 인장응력이 생기고 표면에는 압축응력이 생긴다.
3. 잔류응력 측정법
정성적 방법: 부식법, 응력 바니스법, 자기적 방법.
정량적 방법: 응력이완법 {전해방형 (분할형, 절삭형, 트리팬형)}
{부분 해방형 (슬리트형, 마타아르형, 구어너트형)}
X선회절법.
4. 잔류응력의 영향.
1). 정적강도 (연성파괴)
재료가 연성을 가지고 있어 파괴되기 까지 약간의 소성변형이 일어나면 항복강도에는 영향이 없으며 BEAD부근에서 외력 증가로 항복하고 소성변형이 시작하나 응력은 크게 증가하지 않는다 외력을 제거하면 잔류응력이 크게 감소한다.
2). 취성파괴.
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2010.07.06
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