Theo sơ đồ hỡnh 2.6, phần cỏch xa nguồn nhiệt về phớa trước, nhiệt độ ổn định
bằng nhiệt độ vật liệu cơ bản vỡ nhiệt chưa đốt núng tới và ứng suất bằng khụng. Tiến
dần theo trục x về phớa nguồn nhiệt, chỳng ta sẽ gặp một điểm tại đú nhiệt độ bắt đầu tăng lờn. Những điểm lõn cận đường hàn bắt đầu bị nộn theo phương dọc, sự thay đổi đột ngột này làm cho ứng suất dọc tăng lờn rất nhanh.
Tỷ lệ thay đổi ứng suất tương ứng với gradient nhiệt phớa trước của nguồn nhiệt
và đõy cũng là nguyờn nhõn do điểm giới hạn chảy σy thay đổi với nhiệt độ. Với nhiệt độ ước lượng này, vật liệu thộp bắt đầu mềm đi. Đối với thộp ASTMA131, nhiệt độ
bắt đầu mềm là khoảng 6000C, và cũng vào khoảng nhiệt độ này thỡ vật liệu đạt đến
trạng thỏi mà ở đú σy gần như bằng khụng. Như vậy, những điểm lõn cận với đường
tõm mối hàn đạt đến nhiệt độ mềm và cũng đạt giỏ trị ứng suất dọc bằng khụng.
Ứng suất ở những vựng gần hồ quang là ứng suất nộn vỡ sự gión nỡ vựng này bị ngăn chặn bởi kim loại cơ bản xung quanh cú nhiệt độ thấp hơn. Tuy nhiờn, ứng suất ở
những vựng xa hồ quang là ứng suất kộo và cõn bằng với ứng suất nộn.
Đi xa hơn về phớa sau nguồn hồ quang, nhiệt độ giảm đi đỏng kể làm cho vật liệu cơ bản đủ cứng để chống lại biến dạng do nhiệt thay đổi. Những vựng nguội này lõn cận với vựng hàn nờn chỳng sẽ tương phản với cỏc vựng phớa trước và là nguyờn nhõn gõy ra ứng suất kộo.
Chắc chắn sau một thời gian, sự thay đổi nhiệt độ do hàn kết thỳc, ứng suất kộo
dọc lớn tại vựng gần vị trớ hàn, giỏ trị ứng suất dọc này luụn luụn đạt đến giỏ trị ứng
suất đàn hồi, nhưng xa hơn từ vị trớ hàn thỡ lại tồn tại ứng suất nộn.
H.2.7. Biểu đồ chu trỡnh ứng suất biến dạng cục bộ trong
Hỡnh 2.7, thể hiện sự phõn bố vựng dẻo trong trường hợp chuẩn dừng trường
nhiệt độ mà nguyờn nhõn là do sự di chuyển của nguồn nhiệt gõy ra.
Như đó đề cập ở trờn, khi vật liệu cơ bản đạt đến nhiệt độ nào đú thỡ sẽ giải
phúng ứng suất. Khi ở xa giới hạn nhiệt độ này, vật liệu cơ bản hầu như là ở trạng thỏi
ứng suất tự do vỡ giảm giới hạn chảy tại nhiệt độ ước tớnh. Hơn nữa, nếu vật liệu cơ
bản đó cú tỏc động biến dạng hoặc ứng suất thỡ sau khi nguồn hàn đi qua vựng này vật
liệu cơ bản trở nờn ứng suất tự do.
Vớ dụ tại điểm 6 trờn hỡnh 2.7, mới nhỡn biểu đồ chu trỡnh ứng suất biến dạng,
điểm 6 trụng cú vẽ giống điểm 5 nhưng thực tế khụng phải vậy. Chỳng khỏc nhau là vật liệu tại điểm 6, sau khi đạt được sự nộn dẻo và đàn hồi là sự ủ nhiệt bờn trong
đường đẳng nhiệt vật liệu mềm.
Đường cong nột đứt giống đường parabol thể hiện đường nhiệt độ cao nhất. Đường này đúng vai trũ là đường biờn giữa vựng phớa trước: vựng nộn đàn hồi hay
vựng nộn đàn hồi dẻo với vựng phớa sau nú: vựng bị kộo.
Điểm 1,2 và 3 được đặt dọc trờn một đường nằm ngang, chỳng đại diện cho sự
phỏt triển ứng suất nối tiếp nhau tại điểm nằm cỏch tõm mối hàn một khoảng nhất định. Đầu tiờn là điểm 1, nơi vật liệu cơ bản đang bắt đầu bị nộn đàn hồi. Và sau đú đạt đến giới hạn chảy tại điểm 2, vật liệu bắt đầu chịu biến dạng dẻovà đi theo sau là vị trớ
giải thoỏt tải đàn hồi ở điểm thứ 3.
Điểm 7 là vị trớ đặt biệt, nằm tại tõm mối hàn và vật liệu tại điểm là vựng đàn hồi và sau đú là bị kộo dẻo. Quả thực là như vậy, vỡ trước khi nguồn hàn đi qua, vật liệu
của điểm này khụng tồn tại (do rónh hàn).
2.9.1.2. Sự phỏt triển ứng suất ngang trong quỏ trỡnh hàn tấm tụn bao vỏ tàu.
Ứng suất ngang là một trong những thành phần ứng suất gúp phần vào gõy biến
dạng chung cho toàn tấm tụn bao vỏ tàu. Để cú thể diễn tả sự phỏt triển ứng suất ngang
trong tấm tự do, dựng kết quả mụ phỏng của mụ hỡnh phần tử hữu hạn 3D nhờ sự trợ
giỳp của mỏy tớnh, hỡnh 2.8b, [30]. Sự phỏt triển của ứng suất ngang được phỏt họa trờn cơ sở theo cỏc đường cắt ngang như trờn hỡnh 2.8a.
Theo hỡnh mụ phỏng 2.8b, điều đầu tiờn cú thể nhận thấy là những ứng xử của ứng suất ngang cú vẽ hơi giống với những ứng xử của ứng suất dọc, ớt nhất là trong
giai đoạn bắt đầu nguội.
Vựng phớa trước nguồn nhiệt, ứng suất gần như bằng khụng vỡ ở đú nhiệt độ khụng thay đổi. Khi tiến gần về phớa nguồn nhiệt ta sẽ gặp một mụ ứng suất kộo, trong
khi nhiệt độ vẫn gần như bằng khụng. Sau đú ứng suất hạ xuống đột ngột và bị nộn cực đại, đạt đến giới hạn chảy tại nhiệt độ ước tớnh. Sau đú với nhiệt độ tăng cao, giới hạn
chảy thấp hơn, ứng suất ngang đạt đến giỏ trị gần như bằng khụng.
Vựng bị nộn cao ngay trước nguồn nhiệt giải thớch cho sự tồn tại mụ ứng suất
kộo, vỡ ứng suất ngang phải là trạng thỏi tự cõn bằng trong mặt cắt dọc. Vỡ vậy vựng kộo cú chức năng chống lại vựng nộn xung quanh do phần tử bị đốt núng cú xu hướng
gión nở.
Theo thời gian, tại những vị trớ phớa sau nguồn nhiệt, nhiệt độ hạ xuống rừ rệt làm cho vật liệu đủ cứng để chống lại sự biến dạng do thay đổi nhiệt độ. Trong thời gian nguội, những vựng gần mối hàn cú xu hướng ngược lại và là nguyờn nhõn phỏt triển
dần dần ứng suất kộo.
H.2.8. Sự phỏt triển ứng suất ngang