如何減少和消除焊接殘余應力

⑴ 如何消除和降低殘余應力

利用錘擊焊縫區來控制焊接殘余應力

焊後用小錘輕敲焊縫及其鄰近區域，使金屬展開，能有效地減少焊接殘余應力。據

利用預熱法來控制焊接殘余應力

構件本體上溫差越大，焊接殘余應力也越大。焊前對構件進行預熱，能減小溫差和減慢冷卻速度，兩者均能減小焊接殘余應力。

利用「加熱減應區法」來控制焊接殘余應力

焊接時，加熱那些阻礙焊接區自由伸縮的部位，使之與焊接區同時膨脹和同時收縮，就能減小焊接應力，這種方法稱為「加熱減應區法」，加熱的部位就稱之為「減應區」。
利

利用高溫回火來消除焊接殘余應力

由於構件殘余應力的最大值通常可達到該種材料的屈服點，而金屬在高溫下屈服點將降低。所以將構件的溫度升高至某一定數值時，應力的最大值也應該減少到該溫度下的屈服點數值。如果要完全消除結構中的殘余應力，則必須將構件加熱到其屈服點等於零的溫度，所以一般所取的回火溫度接近於這個溫度。
1、整體高溫回火 將整個構件放在爐中加熱到一定溫度，然後保溫一段時間再冷卻。通過整體高溫回火可以將構件中80%~90%的殘余應力消除掉，這是生產中應用最廣泛、效果最好的一種消除殘余應力的方法。
回火時間隨構件厚度而定，鋼按每毫米壁厚l~2min計算，但不宜低於30min，不必高於3h，因為殘余應力的消除效果隨時間迅速降低，所以過長的處理時間是不必要的。
2、局部高溫回火 只對焊縫及其局部區域進行加熱消除殘余應力。消除應力的效果不如整體高溫回火，此方法設備簡單，常用於比較簡單的、剛度較小的構件，如長筒形容器、管道接頭、長構件的對接接頭等焊接殘余應力的消除。

利用溫差拉伸法來消除焊接殘余應力

溫差拉伸法消除焊接殘余應力的基本原理與機械拉伸法相同，主要差別是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區。
溫差拉伸法是在焊縫兩側各用一個寬度適當的氧乙炔焰焊炬進行加熱，在焊炬後面一定距離，用一根帶有排孔的水管進行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動。這就形成了一個兩側溫度高(峰值約為200℃)、焊接區溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側金屬受熱膨脹對溫度較低的區域進行拉伸，這樣就可消除部分殘余應力。據測定，消除殘余應力的效果可達50%~70%。

利用振動法來消除焊接殘余應力

構件承受變載荷應力達到一定數值，經過多次循環載入後，結構中的殘余應力逐漸降低，即利用振動的方法可以消除部分焊接殘余應力。一種大型焊件使用振動器消除應力的裝置。
振動法的優點是設備簡單、成本低，時間比較短，沒有高溫回火時的氧化問題，已在生產上得到一定應用。

爆炸法

通過布置在焊縫附近的炸葯帶，引爆產生的沖擊波與焊接殘余應力的交互作用，使金屬產生適量的塑性變形，從而消除焊接殘余應力的方法，叫焊接殘余應力爆炸法。
請採納。

⑵ 消除焊接殘余應力的方法有

有以下：退火爐處理、火焰加溫處理、保溫爐處理、機械軋制（矯形處理）、自然時效處理（時間較長）等多種消除焊接應力的方式。

⑶ 工藝中減少或消除殘余應力的方法有哪些

工藝中減少或消除殘余應力的方法主要是:人工時效和自然時效。
1) 人工時效:人工時效採用加熱保溫退火,去應力回火,振動,敲擊等方式消除應力。
其目的是消除鑄造、焊接或機械加工過程中產生的應力。
2) 自然時效是將工件長時間放置室外,.工件內部應力將會自然釋放。使應力緩慢自然消除。
自然時效主要適用於消除鑄造件應力。

⑷ 防止和減小焊接應力的措施有哪幾種

1焊接變形的控制措施

全面分析各因素對焊接變形的影響，掌握其影響規律，即可採取合理的控制措施。

1.1焊縫截面積的影響

焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積。焊縫面積越大，冷卻時收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。

1.2焊接熱輸入的影響

一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區增大。

1.3焊接方法的影響

多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建築鋼結構焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，CO2氣體保護焊最小。

1.4接頭形式的影響

在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件相同時，不同的接頭形式對縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。

1)表面堆焊時，焊縫金屬的橫向變形不但受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限於工件表面一定深度而使焊縫的收縮同時受到板厚、深度、母材方面的約束，因此，變形相對較小。

2)T形角接接頭和搭接接頭時，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。

3)對接接頭在單道(層)焊的情況下，其焊縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時坡口角度大，板厚上、下收縮量差別大，因而角變形較大。

雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。

1.5焊接層數的影響

1)橫向收縮：在對接接頭多層焊接時，第一層焊縫的橫向收縮符合對接焊的一般條件和變形規律，第一層以後相當於無間隙對接焊，接近於蓋面焊道時與堆焊的條件和變形規律相似，因此，收縮變形相對較小。

2)縱向收縮：多層焊接時，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成後都對下層焊縫形成約束，因此，多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多，而且焊的層數越多，縱向變形越小。

在工程焊接實踐中，由於各種條件因素的綜合作用，焊接殘余變形的規律比較復雜，了解各因素單獨作用的影響便於對工程具體情況做具體的綜合分析。所以，了解焊接變形產生的原因和影響因素，則可以採取以下控制變形的措施：

1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標缺陷焊縫的前提下，盡可能採用較小的坡口尺寸(角度和間隙)。

2)對屈服強度345MPA以下，淬硬性不強的鋼材採用較小的熱輸入，盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度；優先採用熱輸入較小的焊接方法，如CO2氣體保護焊。

3)厚板焊接盡可能採用多層焊代替單層焊。

4)在滿足設計要求情況下，縱向加強肋和橫向加強肋的焊接可採用間斷焊接法。

5)雙面均可焊接操作時，要採用雙面對稱坡口，並在多層焊時採用與構件中和軸對稱的焊接順序。

6)T形接頭板厚較大時採用開坡口角對接焊縫。

7)採用焊前反變形方法控制焊後的角變形。

8)採用剛性夾具固定法控制焊後變形。

9)採用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形，如H形縱向焊縫每米長可預留0.5mm～0.7mm。

10)對於長構件的扭曲，主要靠提高板材平整度和構件組裝精度，使坡口角度和間隙准確，電弧的指向或對中准確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構件長度方向一致。

11)在焊縫眾多的構件組焊時或結構安裝時，要採取合理的焊接順序。

12)設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸，並使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

2焊接應力的控制措施

構件焊接時產生瞬時內應力，焊接後產生殘余應力，並同時產生殘余變形，這是不可避免的現象。

焊接變形的矯正費時費工，構件製造和安裝企業首先考慮的是控制變形，往往對控制殘余應力較為忽視，常用一些卡具、支撐以增加剛性來控制變形，與此同時實際上增大了焊後的殘余應力。

對於一些本身剛性較大的構件，如板厚較大，截面本身的慣性矩較大時，雖然變形會較小，但卻同時產生較大的內應力，甚至產生裂紋。

因此，對於一些構件截面厚大，焊接節點復雜，拘束度大，鋼材強度級別高，使用條件惡劣的重要結構要注意焊接應力的控制。控制應力的目標是降低其峰值使其均勻分布，其控制措施有以下幾種：

1)減小焊縫尺寸：焊接內應力由局部加熱循環而引起，為此，在滿足設計要求的條件下，不應加大焊縫尺寸和層高，要轉變焊縫越大越安全的觀念。

2)減小焊接拘束度：拘束度越大，焊接應力越大，首先應盡量使焊縫在較小拘束度下焊接，盡可能不用剛性固定的方法控制變形，以免增大焊接拘束度。

3)採取合理的焊接順序：在焊縫較多的組裝條件下，應根據構件形狀和焊縫的布置，採取先焊收縮量較大的焊縫，後焊收縮量較小的焊縫；先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫，後焊拘束度較小而能自由收縮的焊縫的原則。

4)降低焊件剛度，創造自由收縮的條件。

5)錘擊法減小焊接殘余應力：在每層焊道焊完後立即用圓頭敲渣小錘或電動錘擊工具均勻敲擊焊縫金屬，使其產生塑性延伸變形，並抵消焊縫冷卻後承受的局部拉應力。

但根部焊道、坡口內及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側焊道不宜錘擊，以免出現熔合線和近縫區的硬化或裂紋。高強度低合金鋼，如屈服強度級別大於345MPa時，也不宜用錘擊法消除焊接殘余應力。

6)採用拋丸機除銹：通過鋼丸均勻敲打來抵消構件的焊接應力。

綜上所述，在施工過程中，一定要了解焊接工藝，採用合理的焊接方法和控制措施，以便減少和消除焊後殘余應力和殘余變形。在實踐中不斷總結、積累焊接經驗，綜合分析考慮的各種因素，可以保證工程中的焊接質量

⑸ 減少焊接殘余應力和焊接殘余變形的措施

控制變形及減小消除焊接應力的方法 一、控制焊接變形的方法 1、設計措施
（1）選擇合理的焊縫尺寸：
焊縫尺寸增加，變形隨之增大，但是過小的焊縫尺寸將降低結構的承載能力，並使焊接接頭的冷卻速度加快，熱影響區硬度增高，容易產生裂紋等缺陷，因此應在滿足結構承載能力和保證焊接質量的前提下，隨著板的厚度來選取工藝上可能選用的最小的焊縫尺寸。 （2）盡量減少焊縫數量;
適當選擇板的厚度，減少肋板數量，從而可減少焊縫和焊接後變形的校正量，如薄板結構件，可用壓型結構代替肋板結構，以減少焊縫數量，防止或減少焊後變形。
（3）合理安排焊縫位置：
焊縫對稱於焊件截面的中性軸或使焊縫接近中性軸均可減少彎曲變形。 （4）預留收縮餘量：
焊件焊後縱向橫向收縮變形可通過對焊縫收縮量的估算，在設計時預先留出收縮餘量進行控制。
（5）留出裝焊卡具的位置：
在結構上留有可裝焊夾具的位置，以便在焊接過程中可利用夾具來控制技術變形。
2、反變形法
（1）板厚8～12mm鋼板單邊V型坡口對接焊，裝配時反變形1.5°焊接後幾乎無角變形。
（2）工字梁焊後因橫向收縮引起的角變形，若採用焊前預先把上、下蓋板壓成反變形（塑性變形），然後裝配後進行焊接，即可消除上、下蓋板的焊後角變形。但是上下蓋板反變形量的大小主要與該板的厚度和寬度有關，同時還與腹板厚度和熱輸入有關。
（3）鍋爐、集裝箱的管接頭都集中在上部，焊後引起彎曲變形所以要借用強制反變形夾緊裝置，並配以對稱均勻加熱的痕跡順序，交替跳焊法這樣採用了在外力作用下的彈性反變形再配合以合理的受熱的施焊順序，焊後基本上可消除彎曲變形。
（4）橋式起重機的兩根主梁是由左、右腹板和上、下蓋板組成的箱型結構的為提高該梁的剛性，梁內設計有大、小肋板，且這些肋板角焊縫大多集中在梁的上部，焊後會引起下橈彎曲變形。但橋式起重機技術要求規定，主梁焊後應有一定的上拱度，為解決焊後變形與技術要求的矛盾，常採用預制腹板上拱度的方法，即在備料時，預先使兩塊腹板留出上拱度。 3、剛性固定法
焊前對焊件採用外加剛性拘束，強制焊件在焊接時不能自由變形。 （1）焊接法蘭時，將兩個法蘭背對背地固定 可有效地減少角變形。 （2）薄板對接時，在何方四周用壓鐵，防止薄板焊後產生波浪變形。
在焊後，當外加拘束去除後，焊件上仍會殘留稍許變形，但比原來要少得多，該方法會使焊件中產生較大的焊接應力，故對焊後易裂的材料應慎用。 4、選擇合理的裝焊接順序
裝焊順序對焊接結構的影響很大。裝焊順序不當，會影響整個工序的順利進行。
對不對稱的焊接結構件，更應注意合理安排順序。
（1）如工字梁可兩人同時焊接。
（2）當回復布置不對稱時應該先焊焊縫少的一側，因為先焊焊縫的變形大，然後再用另一側多的焊縫引起的變形來抵消先焊焊縫引起的變形，可大為減少整體結構的變形。
（3）長焊縫焊接時，直通焊的變形量最大，這是連續焊接對焊件長時間加熱的結果，在可能情況下，應將連續焊改成斷續焊，可減少焊縫與母材因受熱面的增加而產生塑性變形。 5、散熱法
焊接時用強迫冷卻的方法將焊接區的熱量散走（用噴水冷卻法），迫使受熱面積大為減小，從而達到減少變形的目的。
如利用散熱法可減少焊接變形，但它不適應焊接淬硬性較高的焊件。 6、自重法
如工字樑上部焊縫多於下部焊縫，焊後工字梁將向上彎曲。 如將如工字梁翻身擱置將兩支墩點置於兩端點，可利用梁的自重彎曲趨勢逐漸抵消焊後的彎曲變形，梁在放置一定時間後，將會平直或僅有少量彎曲變形，關鍵是兩支墩點的距離必須選擇恰當。 二、防止和減少焊接結構應力的方法 1、選擇合理的裝焊接順序
（1）盡可能考慮恢復能自由收縮
1）對大型焊接結構，焊接應從中間向四周進行焊接，只有這樣才能使恢復由中間向外依次收縮，減少焊接應力。
2）帶肋板的工字鋼，若先焊蓋板與腹板再焊肋板和腹板的恢復，因角恢復的橫向收縮會在蓋板與腹板間造成很大的應力，若按順序從中間逐格、並兩邊對稱焊接使焊件能自由收縮，焊接應力就會大大減少。 （2）、收縮量最大的恢復應先焊
1）先焊的恢復受阻小，故焊後有一定的變形但應力較小。
2）收縮量大的焊縫，容易產生較大的焊接應力。因此焊件上收縮量最大的焊縫先焊可減少焊接應力。若焊件上即有對接焊縫又有角焊縫，應盡量先焊對接焊縫因為對接焊縫的收縮量比較焊縫大。 （3）平面交叉時應先焊橫向焊縫
1）在焊縫交叉點會產生較大的焊接應力，若設計不可避免就應採用合理的焊接順序。
2）T形焊縫和十字焊縫的合理順序應確保橫向焊縫先焊讓其自由收縮以減少焊接應力，
注意：起弧點和收弧點應避免在焊縫的交叉點上。 2、選擇合理的焊接參數
焊接時，應按焊件的具體情況盡可能採用小直徑焊條（焊絲）與較小的熱輸入，以減少焊件受熱范圍，從而減少焊接應力。 3、預熱法
（1）焊前對焊件的全部（或局部）進行加熱，一般為150～350℃，其目的是減少焊接區域整體焊件的溫差。溫差越小，越能使焊縫區與結構整體均勻冷卻，從而減少內應力。
（2）對淬硬傾向較大的材料或修補剛性較大的焊件常用此法。預熱溫度視金屬材料的物理性能、結構剛性、散熱條件等具體情況而有所差異。 4、加熱「減應區」法
選擇焊件的適當部位進行加熱使之伸長。加熱後再施焊，可使原來剛性大的焊件黃金原來大為減小。它可使焊件焊接區上阻礙接頭自由收縮的部位之間溫差大為減小，並可均勻冷卻與收縮，進行焊接應力。 5、錘擊法
（1）焊縫金屬因在冷卻收縮時受阻而產生拉伸應力，若在焊後冷卻過程中用手錘或風動錘敲擊焊縫金屬，促使焊縫金屬產生塑性變形，可抵消一定的焊縫收縮量，起到減小焊接應力的作用。
（2）實踐證明：敲擊第一層焊縫金屬能使內應力幾乎全部消除。為防止產生裂紋，應在焊縫塑性較好的熱態時進行錘擊；但蓋面焊縫不宜錘擊，因有損焊縫外觀。

⑹ 電焊如何消除應力

1 整體高溫回火（消除應力退火），
將整個焊接結構加熱到一定溫度（根據具體工件金屬材質而定），保溫一段時間，在冷卻。可以消除80%-90%的殘余應力。應用最為廣泛的一種應力消除工藝。
2 局部高溫回火，只針對焊縫及其周圍部分局部回火，消除應力效果不如整體回火。設備較簡單，適用於結構較簡單，拘束度較小工件，諸如 長筒形容器，管道接頭，長構件的對接接頭等。
3 機械拉伸法，對焊接工件進行載入，使得焊接壓縮塑性變形區得到拉伸，減少焊接引起的局部壓縮變形量，來降低應力。常見的有水壓試驗，水壓壓力大於容器的使用壓力，水壓試驗的同時對容器進行了一次機械拉伸。消除部分焊接引起的應力。
4 溫差拉伸法 （低溫消除應力），在焊縫兩側各一個適當寬度用氧乙炔火焰加熱。在焊槍後邊一定距離噴水冷卻。焊槍火焰 冷卻噴水以相同速度移動。形成一個兩個溫度高（峰值約200攝氏度） 焊接區域溫度低（約100攝氏度）。兩側金屬因受熱膨脹對溫度較低的焊接區進行拉伸，產生拉伸塑性變形。來抵消 原來的壓縮塑性變形。從而消除內應力。常用於規則焊縫厚度小於40毫米的板 殼結構，應力的消除。

5 振動法，針對焊縫區域進行振動。使得振源與結構發生穩定的共振。利用穩定共振產生的變載應力，使焊縫區產生塑性變形。達到消除焊接應力的目的。碳素鋼及 不銹鋼金屬結構 使用振動法消除應力效果較好。具有設備價格低廉，簡單，處理成本低，時間短。不會產生高溫回火的氧化問題 的特點。望採納，謝謝！！

⑺ 焊接應力有哪些消除方法

為了消除和減小焊接殘余應力，應採取合理的焊接順序，先焊接收縮量大專的焊縫。焊接時適當屬降低焊件的剛度，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。

(7)如何減少和消除焊接殘余應力擴展閱讀：

預防控制：

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。

⑻ 減少焊接殘余應力的措施有哪些

1、設計要合理:減少焊縫數量,減少焊縫尺寸,選擇合理的坡口,合理安排焊縫位置。

2、工藝措施:反變形,剛性固定法,合理的焊接方法和工藝參數,合理的裝配和焊接順序。

3、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。

4、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。

5、焊接殘余應力會導致焊接變形翹曲，後期的焊接開裂，應力腐蝕問題，極大影響焊接件的使用壽命，降低可靠性。

⑼ 焊接殘余應力是怎麼產生的焊接應力如何消除

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。

⑽ 焊接應力怎樣消除

1 整體高溫回火（消除應力退火），
將整個焊接結構加熱到一定溫度（根據具體工件金屬材質而定），保溫一段時間，在冷卻。可以消除80%-90%的殘余應力。應用最為廣泛的一種應力消除工藝。

2 局部高溫回火，只針對焊縫及其周圍部分局部回火，消除應力效果不如整體回火。設備較簡單，適用於結構較簡單，拘束度較小工件，諸如 長筒形容器，管道接頭，長構件的對接接頭等。

3 機械拉伸法，對焊接工件進行載入，使得焊接壓縮塑性變形區得到拉伸，減少焊接引起的局部壓縮變形量，來降低應力。常見的有水壓試驗，水壓壓力大於容器的使用壓力，水壓試驗的同時對容器進行了一次機械拉伸。消除部分焊接引起的應力。

4 溫差拉伸法 （低溫消除應力），在焊縫兩側各一個適當寬度用氧乙炔火焰加熱。在焊槍後邊一定距離噴水冷卻。焊槍火焰 冷卻噴水以相同速度移動。形成一個兩個溫度高（峰值約200攝氏度） 焊接區域溫度低（約100攝氏度）。兩側金屬因受熱膨脹對溫度較低的焊接區進行拉伸，產生拉伸塑性變形。來抵消 原來的壓縮塑性變形。從而消除內應力。常用於規則焊縫厚度小於40毫米的板 殼結構，應力的消除。

5 振動法，針對焊縫區域進行振動。使得振源與結構發生穩定的共振。利用穩定共振產生的變載應力，使焊縫區產生塑性變形。達到消除焊接應力的目的。碳素鋼及 不銹鋼金屬結構 使用振動法消除應力效果較好。具有設備價格低廉，簡單，處理成本低，時間短。不會產生高溫回火的氧化問題 的特點。