工程機械焊接怎麼防止應力

A. 焊接變形和應力產生的原因和預防措施有哪些

焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。焊接過程中，對焊件進行不均勻加熱和冷卻，是產生焊接應力和變形的根本原因。減少焊接應力與變形的工藝措施主要有：
一、預留收縮變形量 根據理論計算和實踐經驗，在焊件備料及加工時預先考慮收縮餘量，以便焊後工件達到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據理論計算和實踐經驗，預先估計結構焊接變形的方向和大小，然後在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預置變形，以抵消焊後產生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定，焊後待焊件冷卻到室溫後再去掉剛性固定，可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應力，只適用於塑性較好的低碳鋼結構。
四、選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫自由收縮。焊接焊縫較多的結構件時，應先焊錯開的短焊縫，再焊直通長焊縫，以防在焊縫交接處產生裂紋。如果焊縫較長，可採用逐步退焊法和跳焊法，使溫度分布較均勻，從而減少了焊接應力和變形。
五、錘擊焊縫法 在焊縫的冷卻過程中，用圓頭小錘均勻迅速地錘擊焊縫，使金屬產生塑性延伸變形，抵消一部分焊接收縮變形，從而減小焊接應力和變形 。
六、加熱「減應區」法 焊接前，在焊接部位附近區域(稱為減應區)進行加熱使之伸長，焊後冷卻時，加熱區與焊縫一起收縮，可有效減小焊接應力和變形。
七、焊前預熱和焊後緩冷 預熱的目的是減少焊縫區與焊件其他部分的溫差，降低焊縫區的冷卻速度，使焊件能較均勻地冷卻下來，從而減少焊接應力與變形。

B. 機械構件消除焊接殘余應力有哪些焊後措施

機械構件焊後主要採用熱處理法、拉伸法、振動時效處理法消除焊接殘余應力。
1、熱處理法消除焊接殘余應力
熱處理法消除焊接殘余應力在生產中比較常見，退火在工程上較常採用。退火溫度越高、保溫時間越長，消除焊接殘余應力效果也就越好。但是採用熱處理法會存在難以避免的缺陷，會使工件表面氧化速度加快，增大金相組織變化的可能性，甚至影響到構件的機械機械強度和表面特性。
2、拉伸法消除焊接殘余應力
採用機械拉伸法可以在一定程度減小並消除焊接殘余應力。
3、振動時效消除焊接殘余應力
利用振動時效設備，由偏心輪和變速電機組成的激振器，使焊接結構件發生共振所產生的循環應力來降低焊接內應力。振動時效消除焊接殘余應力工藝簡單、成本較低、節能環保，且無高溫回火給金屬表面造成的氧化問題。

C. 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。

D. 防止和減小焊接應力的措施有哪幾種

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。

E. 焊接當中如何避免焊接應力

焊接應力避免是不可能的 只能說減少！兩種方案：

一、振動焊接：採用華雲機電HK系列專振動時效作為激振源，邊屬振動變焊接，能夠散熱均勻減少應力；

F. 防止和減小焊接應力的措施有哪幾種

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。

G. 焊接當中如何避免焊接應力

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。

H. 調控焊接應力與變形的焊前、焊後及隨焊措施有哪些

有設計措施和工藝措施。

1、設計措施。盡量減少焊縫的數量和尺寸，在減小變形量的同時降低焊接應力。防止焊縫過於集中，從而避免焊接應力峰值疊加。要求較高的容器接管口，宜將插入式改為翻邊式。

2、工藝措施。採用較小的焊接線能量，減小焊縫熱塑變的范圍，從而降低焊接應力。合理安排裝配焊接順序，使焊縫有自由收縮的餘地，降低焊接中的殘余應力。焊接高強鋼時，選用塑性較好的焊條。採用整體預熱。降低焊縫中的含氫量及焊後進行消氫處理，減小氫致集中應力。

3、防止和減少焊接應力的方法：預熱、加熱「減應區」、合理選擇焊接工藝參數、敲擊法。防止和減少焊接變形的方法：反變形法、確定合理的裝配焊接程序、選擇合理的焊接順序、剛性固定法、散熱法。

預防焊接變形的措施：

進行合理的焊接結構設計，採取合理的裝配工藝措施，預留收縮餘量法、反變形法、剛性固定法。合理選擇裝配程序。採取合理的焊接工藝措施，合理的焊接方法。盡量用氣體保護焊等熱源集中的焊接方法。不宜用電弧焊，特別不宜選用氣焊。

合理的焊接規范。盡量採用小規范，減小焊接線能量。合理的焊接順序和方向。進行層間錘擊。