Application of the Mathar method to identify internal stress variation in steel as a welding process result

The paper deals with the method to identify internal stresses in two-dimensional steel members. Steel members were investigated in the delivery stage and after assembly, by means of electric-arc welding. In order to perform the member assessment two methods to identify the stress variation were applied. The first is a non-destructive measurement method employing local external magnetic field and to detecting the induced voltage, including Barkhausen noise The analysis of the latter allows to assess internal stresses in a surface layer of the material. The second method, essential in the paper, is a semi-trepanation Mathar method of tensometric strain variation measurement in the course of a controlled void-making in the material. Variation of internal stress distribution in the material led to the choice of welding technology to join. The assembly process altered the actual stresses and made up new stresses, triggering post-welding stresses as a response for the excessive stress variation.

W artykule przedstawiono zastosowanie metod identyfikacji stanu naprężeń wewnętrznych występujących w płaskich materiałach stalowych. Materiał stalowy blachy badany był w stanie dostawy oraz po procesie jego łączenia za pomocą elektrycznego spawania łukowego. Do oceny stanu naprężeń wewnętrznych w badanych elementach wykorzystano dwie metody identyfikacji zamiany tego stanu. Pierwszą, była nieniszcząca metoda badawcza oparta na pomiarach z wykorzystaniem lokalnego, zewnętrznego pola magnetycznego i pomiarze wyindukowanego napięcia, które zawiera szum Barkhausena. Na podstawie jego analizy można określić stan naprężeń wewnętrznych materiału jaki występuje w jego przypowierzchniowej warstwie. Drugą była opisana w niniejszym artykule, metoda półtrepanacyjna Mathara, polegająca na tensometrycznym pomiarze zmiany odkształceń badanego materiału w trakcie powstawania kontrolowanego ubytku materiału w postaci wierconego otworu nieprzelotowego. Fakt zmiany rozkładu naprężeń wewnętrznych w badanym materiale wynikał zastosowanego sposobu połączenia elementów poprzez spawanie. Proces łączenia elementów płaskich spowodował powstanie nowego oraz zmianę istniejącego rozkładu naprężeń wewnętrznych. Proces spawalniczy wygenerował również odkształcenia pospawalnicze w łączonych elementach, które są odpowiedzią na nadmierną ich zmianę naprężeń wewnętrznych.