⑴ 退火消除焊后残余应力有什么标准 有什么具体数值,应力达到多少合格怎么检测
一般,材料加热超过650度以上,零件中的应力可以去除90%以上
锻造、铸造、焊接以及切削加内工后的工件内容部存在内应力,如不及时消除,将使工件在加工和使用过程中发生变形,影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。去应力退火的加热温度低于相变温度A1,因此,在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除得更彻底,在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。焊接件得加热温度应略高于600℃。保温时间视情况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷
⑵ 怎样消除焊接残余应力
利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力
焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。据
利用预热法来控制焊接残余应力
构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。
利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力
焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。
利
利用高温回火来消除焊接残余应力
由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
1、整体高温回火 将整个构件放在炉中加热到一定温度,然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉,这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。
回火时间随构件厚度而定,钢按每毫米壁厚l~2min计算,但不宜低于30min,不必高于3h,因为残余应力的消除效果随时间迅速降低,所以过长的处理时间是不必要的。
2、局部高温回火 只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火,此方法设备简单,常用于比较简单的、刚度较小的构件,如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。
利用温差拉伸法来消除焊接残余应力
温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同,主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。
温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热,在焊炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,这样就可消除部分残余应力。据测定,消除残余应力的效果可达50%~70%。
利用振动法来消除焊接残余应力
构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。
振动法的优点是设备简单、成本低,时间比较短,没有高温回火时的氧化问题,已在生产上得到一定应用。
爆炸法
通过布置在焊缝附近的炸药带,引爆产生的冲击波与焊接残余应力的交互作用,使金属产生适量的塑性变形,从而消除焊接残余应力的方法,叫焊接残余应力爆炸法。
⑶ 焊接的残余应力
焊件焊后的热应力超过弹性极限,以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。焊接温度场消失后的应力称为残余焊接应力焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。
⑷ 减少焊接残余应力和焊接残余变形的措施
控制变形及减小消除焊接应力的方法 一、控制焊接变形的方法 1、设计措施
(1)选择合理的焊缝尺寸:
焊缝尺寸增加,变形随之增大,但是过小的焊缝尺寸将降低结构的承载能力,并使焊接接头的冷却速度加快,热影响区硬度增高,容易产生裂纹等缺陷,因此应在满足结构承载能力和保证焊接质量的前提下,随着板的厚度来选取工艺上可能选用的最小的焊缝尺寸。 (2)尽量减少焊缝数量;
适当选择板的厚度,减少肋板数量,从而可减少焊缝和焊接后变形的校正量,如薄板结构件,可用压型结构代替肋板结构,以减少焊缝数量,防止或减少焊后变形。
(3)合理安排焊缝位置:
焊缝对称于焊件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴均可减少弯曲变形。 (4)预留收缩余量:
焊件焊后纵向横向收缩变形可通过对焊缝收缩量的估算,在设计时预先留出收缩余量进行控制。
(5)留出装焊卡具的位置:
在结构上留有可装焊夹具的位置,以便在焊接过程中可利用夹具来控制技术变形。
2、反变形法
(1)板厚8~12mm钢板单边V型坡口对接焊,装配时反变形1.5°焊接后几乎无角变形。
(2)工字梁焊后因横向收缩引起的角变形,若采用焊前预先把上、下盖板压成反变形(塑性变形),然后装配后进行焊接,即可消除上、下盖板的焊后角变形。但是上下盖板反变形量的大小主要与该板的厚度和宽度有关,同时还与腹板厚度和热输入有关。
(3)锅炉、集装箱的管接头都集中在上部,焊后引起弯曲变形所以要借用强制反变形夹紧装置,并配以对称均匀加热的痕迹顺序,交替跳焊法这样采用了在外力作用下的弹性反变形再配合以合理的受热的施焊顺序,焊后基本上可消除弯曲变形。
(4)桥式起重机的两根主梁是由左、右腹板和上、下盖板组成的箱型结构的为提高该梁的刚性,梁内设计有大、小肋板,且这些肋板角焊缝大多集中在梁的上部,焊后会引起下桡弯曲变形。但桥式起重机技术要求规定,主梁焊后应有一定的上拱度,为解决焊后变形与技术要求的矛盾,常采用预制腹板上拱度的方法,即在备料时,预先使两块腹板留出上拱度。 3、刚性固定法
焊前对焊件采用外加刚性拘束,强制焊件在焊接时不能自由变形。 (1)焊接法兰时,将两个法兰背对背地固定 可有效地减少角变形。 (2)薄板对接时,在何方四周用压铁,防止薄板焊后产生波浪变形。
在焊后,当外加拘束去除后,焊件上仍会残留稍许变形,但比原来要少得多,该方法会使焊件中产生较大的焊接应力,故对焊后易裂的材料应慎用。 4、选择合理的装焊接顺序
装焊顺序对焊接结构的影响很大。装焊顺序不当,会影响整个工序的顺利进行。
对不对称的焊接结构件,更应注意合理安排顺序。
(1)如工字梁可两人同时焊接。
(2)当回复布置不对称时应该先焊焊缝少的一侧,因为先焊焊缝的变形大,然后再用另一侧多的焊缝引起的变形来抵消先焊焊缝引起的变形,可大为减少整体结构的变形。
(3)长焊缝焊接时,直通焊的变形量最大,这是连续焊接对焊件长时间加热的结果,在可能情况下,应将连续焊改成断续焊,可减少焊缝与母材因受热面的增加而产生塑性变形。 5、散热法
焊接时用强迫冷却的方法将焊接区的热量散走(用喷水冷却法),迫使受热面积大为减小,从而达到减少变形的目的。
如利用散热法可减少焊接变形,但它不适应焊接淬硬性较高的焊件。 6、自重法
如工字梁上部焊缝多于下部焊缝,焊后工字梁将向上弯曲。 如将如工字梁翻身搁置将两支墩点置于两端点,可利用梁的自重弯曲趋势逐渐抵消焊后的弯曲变形,梁在放置一定时间后,将会平直或仅有少量弯曲变形,关键是两支墩点的距离必须选择恰当。 二、防止和减少焊接结构应力的方法 1、选择合理的装焊接顺序
(1)尽可能考虑恢复能自由收缩
1)对大型焊接结构,焊接应从中间向四周进行焊接,只有这样才能使恢复由中间向外依次收缩,减少焊接应力。
2)带肋板的工字钢,若先焊盖板与腹板再焊肋板和腹板的恢复,因角恢复的横向收缩会在盖板与腹板间造成很大的应力,若按顺序从中间逐格、并两边对称焊接使焊件能自由收缩,焊接应力就会大大减少。 (2)、收缩量最大的恢复应先焊
1)先焊的恢复受阻小,故焊后有一定的变形但应力较小。
2)收缩量大的焊缝,容易产生较大的焊接应力。因此焊件上收缩量最大的焊缝先焊可减少焊接应力。若焊件上即有对接焊缝又有角焊缝,应尽量先焊对接焊缝因为对接焊缝的收缩量比较焊缝大。 (3)平面交叉时应先焊横向焊缝
1)在焊缝交叉点会产生较大的焊接应力,若设计不可避免就应采用合理的焊接顺序。
2)T形焊缝和十字焊缝的合理顺序应确保横向焊缝先焊让其自由收缩以减少焊接应力,
注意:起弧点和收弧点应避免在焊缝的交叉点上。 2、选择合理的焊接参数
焊接时,应按焊件的具体情况尽可能采用小直径焊条(焊丝)与较小的热输入,以减少焊件受热范围,从而减少焊接应力。 3、预热法
(1)焊前对焊件的全部(或局部)进行加热,一般为150~350℃,其目的是减少焊接区域整体焊件的温差。温差越小,越能使焊缝区与结构整体均匀冷却,从而减少内应力。
(2)对淬硬倾向较大的材料或修补刚性较大的焊件常用此法。预热温度视金属材料的物理性能、结构刚性、散热条件等具体情况而有所差异。 4、加热“减应区”法
选择焊件的适当部位进行加热使之伸长。加热后再施焊,可使原来刚性大的焊件黄金原来大为减小。它可使焊件焊接区上阻碍接头自由收缩的部位之间温差大为减小,并可均匀冷却与收缩,进行焊接应力。 5、锤击法
(1)焊缝金属因在冷却收缩时受阻而产生拉伸应力,若在焊后冷却过程中用手锤或风动锤敲击焊缝金属,促使焊缝金属产生塑性变形,可抵消一定的焊缝收缩量,起到减小焊接应力的作用。
(2)实践证明:敲击第一层焊缝金属能使内应力几乎全部消除。为防止产生裂纹,应在焊缝塑性较好的热态时进行锤击;但盖面焊缝不宜锤击,因有损焊缝外观。
⑸ 减少焊接残余应力的措施有哪些
目前有三种时效方法,振动时效、热时效、豪克能时效。其中振动时效可以消除30%-50%的应力,热时效可以消除40%-80%的应力,豪克能时效可以消除80%-100%的应力。由于热时效存在能源浪费严重、时效时间长等缺陷,热时效已经逐步被振动时效、豪克能时效所代替。振动时效设备的生产厂家很多,只有选择专业生产厂家才能达到最好的时效效果。
豪克能焊接应力消除设备优势:
1、是目前最彻底消除焊接残余应力并产生出理想压应力的时效方法(各种时效方法消除残余应力 的情况如下:振动时效30~55%、热时效40~80%、豪克能时效80~100%)。
2、可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5-100倍。金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力提高约400%。
3、用于消除焊接应力可完全替代热处理、振动时效等时效方法,且处理工艺简单,效果稳定可靠(想处理哪里就处理哪里,并可在任意时间、任意工序上进行,让你随心所欲,得心应手,使用起来简单方便)。
4、不受工件材质、形状、结构、钢板厚度、重量、场地之限制,特别是在施工现场、焊接过程和焊接修复时用于消除焊接应力更显灵活方便。
5、可直接将焊趾处的焊接余高、凹坑、咬边处理成圆滑的几何过渡,从而大大降低应力集中系数。
6、可去除焊趾处的微观裂纹、熔渣缺陷,抑制裂纹的提前萌生。
7、因为豪克能消除应力处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素,如:残余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等,所以是目前提高焊缝疲劳性能最有效的方法,且有事半功倍之效果。
8、更适用于大型结构件的工地焊缝、超高超低处焊缝、焊接修复焊缝的消除应力处理。
9、环保、节能、安全、无污染,施工现场使用更显灵活方便。
⑹ 在静荷载作用下焊接残余应力
一、什么是焊接应力
焊接应力,是焊接构件由于焊接而产生的应力。
焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。
焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时,焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形;焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下,焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观。
二、焊接应力的危害
焊接残余应力对焊件有 6个方面的影响:
① 对强度的影响:如果在高残余拉应力区中存在严重的缺陷,而焊件又在低于脆性转变温度下工作,则焊接残余应力将使静载强度降低。在循环应力作用下,如果在应力集中处存在着残余拉应力,则焊接残余拉应力将使焊件的疲劳强度降低。焊件的疲劳强度除与残余应力的大小有关外,还与焊件的应力集中系数应力循环特征系数[6][min]/[6][max]和循环应力的最大值[6][max]有关其影响随应力集中系数的降低而减弱,随[6][min]/[6][max]的降低而加剧,随[6][max]的增加而减弱。当[6][max]接近于屈服强度时,残余应力的影响逐渐消失。
② 对刚度的影响:焊接残余应力与外载引起的应力相叠加,可能使焊件局部提前屈服产生塑性变形。焊件的刚度会因此而降低。
③ 对受压焊件稳定性的影响:焊接杆件受压时,焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加,可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳,杆件的整体稳定性将因此而降低。残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。残余应力对非封闭截面(如工字形截面)杆件的影响比封闭截面(如箱形截面)的影响大。
④ 对加工精度的影响:焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。焊件的刚度越小,加工量越大,对精度的影响也越大。
⑤ 对尺寸稳定性的影响:焊接残余应力随时间发生一定的变化,焊件的尺寸也随之变化。焊件的尺寸稳定性又受到残余应力稳定性的影响。
⑥ 对耐腐蚀性的影响:焊接残余应力和载荷应力一样也能导致应力腐蚀开裂。
焊接残余应力对结构和构件的影响:
焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力,在构件服役过程中,和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加,使其产生二次变形和残余应力的重新分布,不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下,还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。
三、焊接应力的消除方法
目前采用的消除应力的失效方法有振动时效(消除30%~50%的应力)、热时效(消除40%~70%的应力)豪克能PT时效(消除80%~100%的应力)。
预热
对重要的焊接构件先进行整体热时效,然后再现场与其他构件进行组合焊接的拼焊工艺是建筑钢结构制造常采用的方法。其具有焊缝去氢、恢复塑形和消除应力的三重功能。一般认为热时效的消除应力的效果为40%以上。
⑺ 焊接残余应力是怎么产生的,焊接应力如何消除
焊接残余应力产生条件:
焊件在焊接过程中,热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限(Yield strength),以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 这样,焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。
焊接残余应力消除方法:
1、利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力,焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。
2、利用预热法来控制焊接残余应力
构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。
3、利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力
焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。
4、利用高温回火来消除焊接残余应力
由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
4、整体高温回火 将整个构件放在炉中加热到一定温度,然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉,这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。回火时间随构件厚度而定,钢按每毫米壁厚l~2min计算,但不宜低于30min,不必高于3h,因为残余应力的消除效果随时间迅速降低,所以过长的处理时间是不必要的。
5、局部高温回火 只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火,此方法设备简单,常用于比较简单的、刚度较小的构件,如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。
6、利用温差拉伸法来消除焊接残余应力
温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同,主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。
温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热,在焊炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,这样就可消除部分残余应力。据测定,消除残余应力的效果可达50%~70%。
7、利用振动法来消除焊接残余应力
构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。
⑻ 焊接残余应力对构件的危害及消除方法
焊接残余应力对构件的危害是
1、对结构刚度的影响 当外载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时,这一区域的材料就会产生局部塑性变形,丧失了进一步承受外载的能力,造成结构的有效截面积减小,结构的刚度也随之降低。
2、对受压杆件稳定性的影响 当外载引起的压应力与残余应力中的压应力叠加之和达到屈服点口。,这一部分截面就丧失进一步承受外载的能力。这就削弱了构件的有效截面积,并改变了有效截面积的分布,降低了受压杆件的稳定性。
3、对静载强度的影响 没有严重应力集中的焊接结构,只要材料具有一定的塑性变形能力,残余应力不影响结构的静载强度。反之,如材料处于脆性状态,则拉伸残余应力和外载应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度,导致结构早期破坏。
4、对疲劳强度的影响 残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移。这种偏移,只改变其平均值,不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关,当应力循环的平均值增加时,其极限幅值就降低,反之则提高。因此,如应力集中处存在着拉伸残余应力,疲劳强度将降低。
5、对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响 机械加工把一部分材料从焊件上切除时,此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏,焊件发生变形,加工精度受影响。
6、对应力腐蚀开裂的影响 应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象,在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间与残余应力大小有关,拉伸残余应力越大,应力腐蚀开裂的时间越短。
焊接残余应力消除方法有:
利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力
焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。
利用预热法来控制焊接残余应力
构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。
利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力
焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。
利用高温回火来消除焊接残余应力
由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
1、整体高温回火 将整个构件放在炉中加热到一定温度,然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉,这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。
回火时间随构件厚度而定,钢按每毫米壁厚l~2min计算,但不宜低于30min,不必高于3h,因为残余应力的消除效果随时间迅速降低,所以过长的处理时间是不必要的。
2、局部高温回火 只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火,此方法设备简单,常用于比较简单的、刚度较小的构件,如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。
利用温差拉伸法来消除焊接残余应力
温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同,主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。
温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热,在焊炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,这样就可消除部分残余应力。据测定,消除残余应力的效果可达50%~70%。
利用振动法来消除焊接残余应力
构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。
振动法的优点是设备简单、成本低,时间比较短,没有高温回火时的氧化问题,已在生产上得到一定应用。
爆炸法
通过布置在焊缝附近的炸药带,引爆产生的冲击波与焊接残余应力的交互作用,使金属产生适量的塑性变形,从而消除焊接残余应力的方法,叫焊接残余应力爆炸法。
⑼ 热时效焊接残余应力消除率一般是多少
目前有三种时效方法,振动时效、热时效、豪克能时效。其中振动时效可以消除30%-50%的应力,热时效可以消除40%-80%的应力,豪克能时效可以消除80%-100%的应力。最后一种是目前最彻底消除焊接残余应力的方法。
⑽ 焊接残余应力怎么分析,有哪些方面
焊件在焊接过程中,热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限(Yield strength),以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 这样,焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊接残余应力,是焊接工程研究领域的重点问题。涉及焊接的各种工程应用中,都十分关注残余应力的影响。例如,在土木工程领域,对于钢结构焊接连接,残余应力对结构的疲劳性能,稳定承载力等均有影响。 焊接应力有暂时应力与残余应力之分。暂时应力只在焊接过程中一定的温度条件 下存在,当焊件冷却至常温时,暂时应力即行消失。焊接残余应力是指焊件冷却后残留在焊件内的应力。从结构的使用要求来看,焊接残余应力有着重要意义。残余应力按其方向可分为纵向、横向和沿厚度方向的应力三种。 1.纵向焊接残余应力 焊接过程一个不均匀加热和冷却的过程。在施焊时,焊件上产生不均匀的温度场, 焊缝及附近温度最高,可达1600℃以上,其邻近区域则温度急剧下降。不均匀的温度场将产生不均匀的膨胀。焊缝及附近高温处的钢材膨胀最大,由于受到两侧温度较低,膨胀较小的钢材的限制,产生了热状态塑性压缩。焊缝冷压时,被塑性压缩的焊缝区趋向于缩得比原始长度稍短,这种缩短变形受到焊缝两侧钢材的限制,使焊缝区产生纵向拉应力。在低碳钢和低合金钢中,这种拉应力以常达到钢材的屈服强度。焊接残余应力是荷载未作用时的内应力,因此会在焊件内部自相平衡,这就必然在距焊缝稍远区域应力。用三块剪切下料的钢板焊成的工字形截面,纵向焊接残余应力分布。 2.横向残余应力 横向残余应力产生的原因有:①由于焊缝纵向收缩,两块钢板趋向于外弯成弓形的趋势,但在实际上焊缝将两块钢板连成整体,不能分开,于是在焊缝中部将产生横向拉应力,而在两端产生横向压应力。②焊缝在施焊过程中,先后冷却的时间不同,先焊的焊缝已经凝固,且具有一定的强度,会阻止后焊焊缝在横向的自由膨胀,使其产生横向的塑性压缩变形。当焊缝冷却时,后焊焊缝的收缩受到已凝固焊缝的限制而产生横向拉应力,同时在先焊部分的焊缝内产生横向压应力。横向收缩引起的横向应力与施焊方向及先后次序有关,焊缝的横向残余应力是上述两种原因产生的应力的合成。 3.沿焊缝厚度方向的残余应力 在厚钢板的连接中,焊缝需要多层施焊。因此,除有纵向和横向残余应力之外,沿厚度方向还存在着残余应力。这三种应力可能形成比较严重的同号三轴应力;会大大降低结构连接的塑性。这就是焊接结构易发生脆性破坏的原因之一。 以上分析是焊件在无外加约束情况下的焊接残余应力。若焊件施焊时处在约束状态,如采用强大夹具或焊件本身刚度较大等,焊件将因不能自由伸缩变形而产生更大的焊边残余应力,且随约束程度增加而增大。 如果想要解决残余应力和焊接变形的问题最好的办法是振动时效啊,没有 热时效那么麻烦而且还能消除95%以上的残余应力,华云家的就不错,你可以看一下。。。