❶ 怎麼防止焊接應力集中
焊接殘余應力的主要研究內容包括應力的分布、影響以及消除和調整的方法。
焊接殘余應力的分布 在厚度不大的焊件中,焊接殘余應力基本上是平面應力,厚度方向的應力很小。在自由狀態下焊接的平板,沿焊縫方向的縱向殘余應力[6]X在焊縫及其附近一般為拉應力,在遠離焊縫處則為壓應力。對於低碳鋼和強度不高的低合金結構鋼(屈服強度小於 400兆帕),焊縫上的殘余應力[6]X可達到材料的屈服強度[6]S(圖1 [焊縫中縱向殘余應力分布]分布" class=image>)。垂直於焊縫方向的橫向殘余應力[6]的分布與焊接順序和方向有關,後焊的區段一般為拉應力,但平板對接焊時焊縫兩端的[6]經常為壓應力(圖2[焊縫中橫向殘余應力分]分" class=image>[布])。厚板焊縫厚度方向的殘余應力[6]與焊接方法有關。電渣焊縫中[6]為拉應力。多層焊縫則[6]較低。[6]在厚度上的分布是中心部位最高,逐漸向表面過渡到零。[6]X和[6]在焊縫厚度上的分布也是不均勻的。電渣焊縫中心部位[6]X和[6]的數值大於表層。 多層焊縫則與此相反,表層應力大於中心部位(圖3 [厚板多層焊縫中殘余應力在厚度上的分布])。在拘束狀態下進行焊接(如封閉焊縫)時,則可能在比自由狀態下大得多的范圍內出現較高的拉應力[6]X和[6],因而是更為危險的內應力。
由於焊接殘余應力受多種因素的影響,在實際工作中常常需要通過實驗測定殘余應力的大小和分布。
❷ 兩金屬片焊接在一起,對左側金屬加熱,右側保持溫度不變。問 兩側金屬是受壓還是受
左右兩邊金屬片受力狀態不一樣:
由於熱膨脹,左邊金屬片拉伸右側金屬片,右邊金屬片壓縮左側金屬片,所以,左邊金屬片受壓應力,右邊金屬片受拉應力。
❸ 角焊縫的受力形式
主要是受剪,也有受拉的,比如管桁架腹桿和弦桿的連接,這個受力比較復雜
❹ 焊接應力及變形產生的原因是什麼減少和防止焊接應力及變形的常用方法是什麼
減少辦法:
1、合理設計焊接構件 在保證結構有足夠承載能力情況下,盡量減少焊縫數量、焊縫長度及焊縫截面積;要使結構中所有焊縫盡量處於對稱位置。厚大件焊接時,應開兩面坡口進行焊接,避免焊縫交叉或密集。盡量採用大尺寸板料及合適的形鋼或沖壓件代替板材拼焊,以減少焊縫數量,減少變形。
2、採取必要的技術措施 。
(1)反變形法 反變形法指經過計算或憑實際經驗預先判斷焊後的變形大小和方向,或焊前進行裝配時,將焊件安置在與焊接變形方向相反的位置。或在焊前使工件反方向變形,以抵消焊接後所發生的變形。
(2)加裕量法 加裕量法是焊前對焊件加放0.1%-0.2%的收縮量,以補充焊後的收縮。
(3)剛性夾持法 剛性夾持法是採用夾具或點焊固定等手段來約束焊接變形。此種方法能有效防止角變形和薄板結構的波浪形變形。剛性夾持法只能適用於塑性較好的一些焊接材料,且焊後應迅速退火處理以消除內應力,對塑性差的材料,如淬硬性較大的鋼材及鑄鐵不能使用,否則,焊後易產生裂紋。
(4)選擇合理的焊接順序 合理選擇焊接順序能大大減小變形。如構件的對稱兩側都有焊縫,應該設法使兩側焊縫的收縮量能互相抵消或減弱。
❺ 電焊里,為什麼焊接過程中會產生應力和變形
物體抄都有熱脹冷縮的現象,襲焊接的過程中工件發熱要膨脹,焊完了冷卻下來又要收縮,焊點的熱脹冷縮相對於旁邊的結構就要大一些,這一漲一縮就會擠壓和拉扯旁邊受熱量影響少的金屬結構,這就會造成變形。焊好後就固定了,但是其中擠壓和拉扯的力量並沒有完全消除,仍在起作用,就產生應力。
❻ 焊接應力產生的原因
對所有熔化式焊接,在焊縫及其熱影響區都存在較大的殘余應力,殘余應力的存在會導致焊接構件的變形、開裂並降低其承載力;同時,在焊縫的焊趾部位還存在凹坑、余高、咬邊造成的應力集中;而焊趾出的熔渣缺陷、微裂紋又形成了裂紋的提前萌生源。由於受殘余拉應力、應力集中和裂紋萌生源的影響,焊接接頭的疲勞壽命大大降低。
殘余應力都集中在焊縫附近,當焊接殘余應力與承載的工作應力疊加,其數值超過材料的屈服極限時,工件就會再焊縫附近產生焊接變形,斷裂等現象。研究殘余應力的影響不僅考慮其數值的大小,而殘余應力的方向也是重要因素,用盲孔法殘余應力檢測儀可以對焊接殘余應力值的大小和方向進行測量。
在分析殘余應力的影響時,即使焊接構件的殘余應力值遠遠低於其材料的屈服極限,但如果存在嚴重的應力集中,那麼焊接構件在其運輸和使用過程中也會因殘余應力的釋放而發生永久性的塑性變形。
(6)為什麼焊縫中心受拉兩側受壓擴展閱讀:
焊接變形的大小與焊縫的尺寸、數量和布置有關。首先從設計上合理地確定焊縫的數量、坡口的形狀和尺寸,並恰當地安排焊縫的位置,對於減少變形十分重要。
在工藝上採用高能量密度的焊接方法和小線能量的工藝參量,例如多層焊對減少焊縫的縱、橫向收縮以及由此引起的撓曲和失穩變形是有利的。但多層焊對角變形不利。採用合理的裝配、焊接順序、反變形和剛性固定可以減少焊接變形。
❼ 焊縫受拉和受壓有什麼區別
按照一般的焊接材料選用原則,焊材的力學性能應接近於母材。適用的焊材都是性能高於母材的,只能從熱影響區斷裂而不能從母材斷裂。
❽ 為什麼我們焊接長焊縫時一般採取從中間往兩端焊接的方法
主要考慮受熱變形的原因!
❾ 鋼結構焊接後產生殘余應力和變形的主要原因是什麼
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。
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❿ 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。
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