焊接后产生的内应力,简称焊接应力。从不同的角度出发对焊接应力进行如下分类:
1) 根据其空间位置和相互关系可分为:
(1) 单向应力
焊接薄板的对接焊缝及在不锈钢管表面上堆焊时,不锈钢管存在的应力是单方向的。
(2)双向应力
在焊接较厚板的对接焊缝时,不锈钢管存在的应力虽不同向,但均在一个平面内,即是双向的,薄板上的交叉焊缝中亦有双向应力存在。
(3)三向应力
当焊接厚壁不锈钢管的对接焊缝时,不锈钢管存在的应力是沿空间三个方向作用的,另外在三个方向焊缝的交叉处亦有三向应力存在。
2)按应力存在的时间可分:瞬时应力和残余内应力。在焊接过程中随焊接过程而变化的内应力称为焊接瞬时应力。它只在温度一定的情况下瞬间存在。焊接后,当不锈钢管温度均匀化时,残存在不锈钢管中的内应力则成为残余应力。它在焊接结束和完全冷却以后,仍旧存在于不锈钢管中。
3)根据应力对焊缝的作用方向可分为纵向应力、横向应力和厚度方向上的应力。应力的作用方向与焊缝长度方向平行,称为纵向应力;应力作用方向与焊缝长度垂直,则称为横向应力。对于大口径厚壁不锈钢管,内应力在厚度上的分布是不均匀的,应力作用方向与纵向应力和横向应力都垂直,这种应力为厚度方向上的应力。
单向应力对不锈钢管的强度影响不大,有时不必采用特殊的方法消除它们,但是焊缝中存在双向应力及三向应力时,焊缝金属的强度及冲击值会显著下降,容易产生裂缝,因此在焊接厚钢板(厚度25毫米以上)时,焊后必须对厚壁不锈钢管进行热处理,以消除三向应力。三个方向焊缝的交叉处,焊缝不应焊到交角的顶点,以避免三向应力的产生。