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[0101]溶接部応力計測

X線残留応力測定センター info@stress.co.jp は、鋼とアルミを対象に安価かつ短納期の応力測定サービスをご提供しています。その中でも溶接部の残留応力測定は、当社でも最もご依頼の多い測定の一つです。

チェック項目

継ぎ手の形状から測定可否を判断します。
製造条件の違いによる応力の違いを意識します。
測定箇所表面に目的の応力が発生しているか検証します。
溶接による応力の変化の大きな範囲は、板厚や溶接方法にもよりますが、止端線から10mm程度です。
急激に応力が変化するために、変化に応じた測定間隔にする必要があります。
止端線近傍は、母材の降伏応力の70-80%の引張残留応力が発生します。
また、オキサイドメタラジー技術を使った結晶粒細粒化鋼の残留応力は、比較的滑らかに減衰しますが、SM材等の古い規格の鉄は粗大結晶粒が発生して応力値がばらつくことがあります。このような際には十分な点数の測定を行う必要があります。

溶接残留応力のチェック項目

継手形状、
製造条件、
応力の内容、
測定場所、測定間隔、
応力の大きさ、
結晶粒サイズ

継手の形状と応力測定の可否

複数の部材を接合する場合，継ぎ目すなわち継手ができます。鋼の場合の継手の形状と応力測定の可否は以下の通りです。

十字継ぎ手の応力測定

引張応力の最大場所は止端から2,3,4ミリのところであるしたがってその部分を測定する
さらに、少し離れたところ5ミリ8ミリを測定する。15ミリ。ここはほとんどを溶接応力の影響がない
特に特に止端線付近は形状が平坦でないことの影響。特殊な組織の影響がある。粗大結晶粒の影響もあるので充分注意するまた。
溶接部の残留応力は溶接前後の拘束条件及び溶接順序に依存することを忘れてはいけない

詳しくは、ご依頼の際に申しつけください。

拘束をきつくして、板の応力を抜いて、溶接の前後で応力を測定すれば、もっと広い範囲の変化を捉えるられる場合もありますが、また溶接金属部分は平坦ではないので正しく測定ができません。したがって、止端線上は測定値がばらつきます。

応力分布測定の典型的な例は、止端線から熱影響部の方向で1,2,3,4,5,7,10,15mmです。15mmは溶接の応力ではなく母材の残留応力を測定する意味で測定を行います。2,3,4.mmで最大の応力を測定する場合が多いので、この範囲は細かく測定します。1mm間隔で大きく応力値が変化する場合は、0.5mm以下で刻んで測定値の妥当性を確かめます。

当社の機材は、コリメーターφ1mmで照射範囲は、φ2mmのですが、0.1mm刻みで測定してもきちんと変化は測定できます。詳しくは、飲料缶の溶接部残留応力分布測定をご覧ください。細かく刻みたいのでコリメーターを小さくしたいとのご要望がありますが、見ている結晶の数が少なくなりますので測定値が安定しなくなります。そもそも部品が小さい場合、測定面内に特異点がありその影響を除きたい場合、測定面の曲率が小さい場合等は別ですが、比較的大きな継手等は、照射範囲φ2-3mmが適当と思われます。

まずは、メールにてご相談ください

assumptions [溶接継手][普通鋼][アルミ]

T型溶接継手の残留応力分布と変形

https://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/bitstream/2115/42191/1/147_11-18.pdf

測定例溶接以外の応力が小さい場合