❶ 焊接應力是怎麼產生的
焊接中.焊縫處溫度迅速升高,體積膨脹。熱影響區溫度低,阻礙焊縫膨脹,內結果焊縫處產生壓應力,熱影容響區產生拉應力。但此時焊縫處於塑性狀態,焊縫被壓應力墩粗,鬆弛了此應力。
焊後冷卻時,熱影響區冷卻速度快,很快進入彈性狀態,焊縫處溫度高,處於塑性狀態。這時焊縫收縮,較熱影響區收縮慢,焊縫阻礙熱影響區收縮,焊縫仍受壓應力,影響區受拉應力。但焊縫處於塑性狀態,焊縫的塑性墩粗,鬆弛了此應力。
熱影響區溫度不斷降低,冷卻速度也變慢,當焊縫的冷卻速度高於熱影響區時,焊縫收縮較快,焊縫的收縮受到熱影響區阻礙,應力方向發生了轉變,焊縫受拉應力,熱影響區受壓應力。當焊縫和熱影響區都進入彈性狀態時,因焊縫溫度高,冷卻速度快,收縮量大,熱影響區溫度低,冷卻速度低,收縮量小,焊縫收縮受到熱影響區阻礙,結果焊縫受拉應力,熱影響區受壓應力。此時沒有塑性變形,這一對壓應力,隨著溫度的降低,焊縫收縮受阻礙越來越大,拉應力也越來越大,直至室溫,拉應力可近似於屈服極限。
豪克能焊接應力消除設備能有效消除焊應力80%以上,防止焊接開裂變形問題!!
❷ 焊接殘余應力怎麼分析,有哪些方面
焊件在焊接過程中,熱應力、相變應力、加工應力等超過屈服極限(Yield strength),以致冷卻後焊件中留有未能消除的應力。 這樣,焊接冷卻後的殘余在焊件中的宏觀應力稱為殘余焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。 焊接殘余應力,是焊接工程研究領域的重點問題。涉及焊接的各種工程應用中,都十分關注殘余應力的影響。例如,在土木工程領域,對於鋼結構焊接連接,殘余應力對結構的疲勞性能,穩定承載力等均有影響。 焊接應力有暫時應力與殘余應力之分。暫時應力只在焊接過程中一定的溫度條件 下存在,當焊件冷卻至常溫時,暫時應力即行消失。焊接殘余應力是指焊件冷卻後殘留在焊件內的應力。從結構的使用要求來看,焊接殘余應力有著重要意義。殘余應力按其方向可分為縱向、橫向和沿厚度方向的應力三種。 1.縱向焊接殘余應力 焊接過程一個不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時,焊件上產生不均勻的溫度場, 焊縫及附近溫度最高,可達1600℃以上,其鄰近區域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場將產生不均勻的膨脹。焊縫及附近高溫處的鋼材膨脹最大,由於受到兩側溫度較低,膨脹較小的鋼材的限制,產生了熱狀態塑性壓縮。焊縫冷壓時,被塑性壓縮的焊縫區趨向於縮得比原始長度稍短,這種縮短變形受到焊縫兩側鋼材的限制,使焊縫區產生縱向拉應力。在低碳鋼和低合金鋼中,這種拉應力以常達到鋼材的屈服強度。焊接殘余應力是荷載未作用時的內應力,因此會在焊件內部自相平衡,這就必然在距焊縫稍遠區域應力。用三塊剪切下料的鋼板焊成的工字形截面,縱向焊接殘余應力分布。 2.橫向殘余應力 橫向殘余應力產生的原因有:①由於焊縫縱向收縮,兩塊鋼板趨向於外彎成弓形的趨勢,但在實際上焊縫將兩塊鋼板連成整體,不能分開,於是在焊縫中部將產生橫向拉應力,而在兩端產生橫向壓應力。②焊縫在施焊過程中,先後冷卻的時間不同,先焊的焊縫已經凝固,且具有一定的強度,會阻止後焊焊縫在橫向的自由膨脹,使其產生橫向的塑性壓縮變形。當焊縫冷卻時,後焊焊縫的收縮受到已凝固焊縫的限制而產生橫向拉應力,同時在先焊部分的焊縫內產生橫向壓應力。橫向收縮引起的橫向應力與施焊方向及先後次序有關,焊縫的橫向殘余應力是上述兩種原因產生的應力的合成。 3.沿焊縫厚度方向的殘余應力 在厚鋼板的連接中,焊縫需要多層施焊。因此,除有縱向和橫向殘余應力之外,沿厚度方向還存在著殘余應力。這三種應力可能形成比較嚴重的同號三軸應力;會大大降低結構連接的塑性。這就是焊接結構易發生脆性破壞的原因之一。 以上分析是焊件在無外加約束情況下的焊接殘余應力。若焊件施焊時處在約束狀態,如採用強大夾具或焊件本身剛度較大等,焊件將因不能自由伸縮變形而產生更大的焊邊殘余應力,且隨約束程度增加而增大。 如果想要解決殘余應力和焊接變形的問題最好的辦法是振動時效啊,沒有 熱時效那麼麻煩而且還能消除95%以上的殘余應力,華雲家的就不錯,你可以看一下。。。
❸ 薄板對接焊縫補產生的應力是什麼應力單向應力平面應力體積應力
平面應力吧,兩邊壓應力,中間拉應力。
❹ 焊接件如何消除應力能達到什麼效果
焊接應力是焊接構件由於焊接而產生的應力。焊接過程中焊件中產生的內應力和焊接熱過程引起的焊件的形狀和尺寸變化。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。當焊接引起的不均勻溫度場尚未消失時,焊件中的這種應力和變形稱為瞬態焊接應力和變形;焊接溫度場消失後的應力和變形稱為殘余焊接應力和變形。在沒有外力作用的條件下,焊接應力在焊件內部是平衡的。焊接應力和變形在一定條件下會影響焊件的功能和外觀,因此是設計和製造中必須考慮的問題。
為了消除和減小焊接殘余應力,應採取合理的焊接順序,先焊接收縮量大的焊縫。焊接時適當降低焊件的剛度,並在焊件的適當部位局部加熱,使焊縫能比較自由地收縮,以減小殘余應力。熱處理(高溫回火)是消除焊接殘余應力的常用方法。整體消除應力的熱處理效果一般比局部熱處理好。焊接殘余應力也可採用機械拉伸法(預載法)來消除或調整,例如對壓力容器可以採用水壓試驗,也可以在焊縫兩側局部加熱到200℃,造成一個溫度場,使焊縫區得到拉伸,以減小殘余應力。 隨著科技發展,近幾年開始採用豪克能技術來消除焊接應力。相比其他傳統的焊接應力消除方式,豪克能技術有很多優勢:
1、是目前最徹底消除焊接殘余應力並產生出理想壓應力的時效方法(各種時效方法消除殘余應力 的情況如下:振動時效30~55%、熱時效40~80%、豪克能時效80~100%)。
2、可使焊接接頭疲勞強度提高50%-120%,疲勞壽命延長5-100倍。金屬在腐蝕環境下的抗腐蝕能力提高約400%。
3、用於消除焊接應力可完全替代熱處理、振動時效等時效方法,且處理工藝簡單,效果穩定可靠。
4、不受工件材質、形狀、結構、鋼板厚度、重量、場地之限制,特別是在施工現場、焊接過程和焊接修復時用於消除焊接應力更顯靈活方便。
5、可直接將焊趾處的焊接余高、凹坑、咬邊處理成圓滑的幾何過渡,從而大大降低應力集中系數。
6、可去除焊趾處的微觀裂紋、熔渣缺陷,抑制裂紋的提前萌生。
7、因為豪克能消除應力處理能同時改善影響焊縫疲勞性能的幾個方面的因素,如:殘余應力、微觀裂紋和缺陷、焊趾幾何形狀、表面強化等,所以是目前提高焊縫疲勞性能最有效的方法,且有事半功倍之效果。
8、更適用於大型結構件的工地焊縫、超高超低處焊縫、焊接修復焊縫的消除應力處理。
9、環保、節能、安全、無污染,施工現場使用更顯靈活方便。
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❺ 裙座與筒體的焊縫為什麼不用校核壓應力
校核壓應力是根據基礎靜力學在分析PVElite模型之前,首先必須先了解簡單的靜力學理論,如何將彎矩從一個基準點轉移到另一個基準點。我們以一個在不同位置承受載荷的桿單元來進行分析,確定點G和X的靜彎矩可以看到MG與MX有一定的關系,一旦知道MG的值,可以計算任何位置點X的彎矩MX,X既可以在G的正方向也可以在X的負方向。將該理論應用到中間裙座首先我們以一個簡化的模型進行手算來了解一下計算的基本原則,然後再來了解一下PVElite如何進行該計算的。假設有一個四段筒體組成的設備模型,假設每段筒體在質心處承受lb的載荷,假設裙座不承受任何載荷,載荷作用在inches的筒體上。首先計算在點G處的靜彎矩,然後計算在裙座底部的彎矩。PVElite中創建模型首先沿著筒體的長度設定等效靜態風壓。
❻ 鋼結構件的變形原因有哪些
出現變形的原因
(1)復雜鋼結構加工中出現的變形,主要有熱變形、冷變形或相互關聯的構件不能組裝成一體。
(2)熱變形常是因焊接工藝不當造成的;冷變形是體積大、剛性差產生的;相互關聯構件無法組裝成一體,與放樣劃線不準、組裝順序錯誤或變形有關。
減少焊接熱變形的操作方法
(1)夾具固定法:用剛性很大的夾具夾緊組合焊件,用強制力控制變形,然後進行焊接,這種方法稱夾具固定法。
焊接時焊件內部產生的膨脹力和收縮力,被夾具的作用力所限制,可明顯地減少變形。但此種方法焊件內部存在較大的內應力,對要求焊件內應力較小的構件,不宜採用此法。
(2)反變形法:構件在焊接前,應根據被焊金屬構件情況判斷。在焊後冷卻時,發生變形的方向和收縮量,將焊件預先向相反方向彎曲或斜置,焊接後由於本身收縮變形,恰好恢復到預定的形狀位置。即可達到防止焊接變形與減少焊接應力的目的。
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(3)採用定位控製法:構件在焊接前,用許多焊點將焊接部位或四周定位,還可在焊縫兩側壓以重物,這種方法稱定位控製法。
(4)焊接順序法:正確安排焊接順序,是防止焊接變形的有效方法。焊接變形的規律是第一道焊縫引起的變形最大,每道焊縫引起的變形量,一般不能相互抵消,最後的變形方向,總和最先焊的焊縫引起的變形方向相一致。