焊接空心球形接頭是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中廣泛使用的接頭形式之一，焊接結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)是容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。焊接應(yīng)力消除設(shè)備的殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)和焊接接頭的抗脆性斷裂性能，抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能和高溫蠕變開(kāi)裂能力，尤其是鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有不同程度的影響。殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與焊接部件的形狀，尺寸，焊接方法等客觀因素密切相關(guān)，因此有關(guān)問(wèn)題的研究也更加復(fù)雜。
根據(jù)焊接空心球形接頭球形表面的特性，當(dāng)焊接應(yīng)力消除設(shè)備執(zhí)行殘余應(yīng)力檢測(cè)時(shí)，應(yīng)將測(cè)量點(diǎn)布置在球形表面的腳趾處，然后再將其測(cè)量將其密集地布置在殘余應(yīng)力較大的地方，以獲得更精確的球形焊接殘余應(yīng)力分布曲線。當(dāng)鉆孔深度達(dá)到孔徑的1.2倍時(shí)，表面應(yīng)力的進(jìn)一步釋放極小，并且測(cè)得的應(yīng)變值趨于穩(wěn)定。在該實(shí)驗(yàn)中，沿球形表面均勻分布了8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都有一個(gè)直徑為1.5mm，深度為2mm的盲孔。打孔順序?yàn)?-5-7-3-2-6-4-8。
在焊接應(yīng)力消除設(shè)備測(cè)試中，焊接殘余應(yīng)力測(cè)量點(diǎn)處的主應(yīng)力方向未知，因此應(yīng)選擇三向應(yīng)變花環(huán)。連接應(yīng)變花環(huán)時(shí)，應(yīng)拋光樣品表面，以確保應(yīng)變花環(huán)與樣品表面良好接觸。使用萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)應(yīng)變儀和試件表面之間的絕緣，然后連接靜態(tài)應(yīng)變儀并調(diào)整零位。
1、鉆孔切割應(yīng)力和切割熱量。在鉆孔過(guò)程中，工具的切割動(dòng)作將導(dǎo)致孔周?chē)乃芰蠑D出。此外，鉆頭的過(guò)快切削速度和切削熱也會(huì)影響部件中的焊接殘余應(yīng)力。
2、鉆孔偏心。三個(gè)應(yīng)變儀軸的交點(diǎn)是測(cè)量點(diǎn)。如果鉆孔是偏心的，則測(cè)得的應(yīng)變將不再是徑向應(yīng)變，這將嚴(yán)重影響焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量精度。在這方面，該標(biāo)準(zhǔn)特別規(guī)定，鉆削偏心率不得超過(guò)鉆削直徑的1.5％。
3、孔間距。在球殼上，應(yīng)力隨著距離的增加而迅速減小。孔間距越小，前孔對(duì)釋放后孔焊接殘余應(yīng)力的影響越大。通常，相鄰孔之間的距離應(yīng)大于孔徑的5-8倍。在該測(cè)試中，如果相鄰孔之間的距離大于12mm，則可以認(rèn)為孔之間的距離對(duì)測(cè)試沒(méi)有影響。