① 建筑工程钢结构焊接残余变形量的影响因素有哪些
主要影响因素包括:
①焊缝截面积的影响:焊缝面积越大,冷却时引起的塑性变形量越大。焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的,而且起主要的影响。
②焊接热输入的影响:一般情况下,热输入大时,加热的高温区范围大,冷却速度慢,使接头塑性变形区增大。对纵向、横向及角变形都有变形增大的影响。
③工件的预热、层间温度影响:预热、层间温度越高,相当于热输入增大,使冷却速度慢,收缩变形增大。
④焊接方法的影响:各种焊接方法的热输入差别较大,在其他条件相同情况下,收缩变形值不同。
⑤接头形式的影响:焊接热输入、焊缝截面积、焊接方法等因素条件相同时,不同的接头形式对纵向、横向及角变形量有不同的影响。
⑥焊接层数的影响:横向收缩在对接接头多层焊时,第一道焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律,第一层以后相当于无间隙对接焊,接近于盖面焊时已与堆焊的条件和变形规律相似,因此收缩变形相对较小;纵向变形,多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多,而且焊的层数越多,纵向变形越小。
② 焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的
你好,简单的通俗的讲就是没有受热的部分限制了受热部分的延伸,从而引发的变形与应力,望采纳。
③ 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:
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。
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。
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。
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。
④ 产生纵向焊接残余应力的主要原因是什么
原因是因为焊接接头的局部不均匀加热;焊缝金属的热胀冷缩;焊接接头专的组织变化;由于焊接属接头的刚性拘束约束焊缝变形。
焊接或切削加工后,残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形,甚至开裂。或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷,而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加,使总应力超过强度极限时,便出现裂纹和断裂。
(4)焊接残余变形是如何产生的扩展阅读:
工件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响。
铸件逐渐冷却,当薄壁部分进入弹性状态而厚壁部分仍处于塑性时,压应力使厚壁部分产生塑性变形,继续变粗,而薄壁部分只是弹性拉长,这时拉压应力随厚壁部分变粗而消失。
铸件仍继续冷却,当薄厚壁部分进入弹性区时,由于厚壁部分温度高,收缩量大。但薄壁部分阻止厚壁部分收缩,故薄壁受压应力,厚壁受拉应力。
应力方向发生了变化。这种作用一直持续到室温,结果在常温下厚壁部分受拉应力,薄壁部分受压应力。
⑤ 焊接残余应力和残余变形的原因和影响
材料受热时膨胀,冷却时收缩。焊接后焊接材料冷却速度不均匀,外部冷却速度快,内部冷却速度慢,这造成外部材料已经收缩了,而内部材料还存在膨胀状态,这是焊接应力产生的主要原因。此外,还有可能冷却过程中还有可能存在相变,这就复杂了
⑥ 焊接应力与变形的产生原因是什么
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版是产生焊接应力权和变形的根本原因。
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,因此是设计和制造中必须考虑的问题。
(6)焊接残余变形是如何产生的扩展阅读:
焊接变形的预防和控制:
焊接变形的大小与焊缝的尺寸、数量和布置有关。
首先从设计上合理地确定焊缝的数量、坡口的形状和尺寸,并恰当地安排焊缝的位置,对于减少变形十分重要。
在工艺上采用高能量密度的焊接方法和小线能量的工艺参量,例如多层焊对减少焊缝的纵、横向收缩以及由此引起的挠曲和失稳变形是有利的。
但多层焊对角变形不利。采用合理的装配、焊接顺序、反变形和刚性固定可以减少焊接变形。
参考资料来源:网络—焊接应力和变形
⑦ 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。
⑧ 焊缝残余应力和残余变形是怎样产生的
焊接时,焊接处承受高温,待工件和焊缝冷却后,内部均收缩,每个地方收缩的不一样,就会造成残余应力,一般退火处理,或低温时效处理消除
⑨ 焊接残余应力和焊接残余变形产生的原因是什么
你好,焊接残余应力和焊接残余变形产生的原因是:焊件不均匀的加热及局部热胀冷缩引起的。
⑩ 焊接变形的原因是
材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,材料的热物理版性能权参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。其中热物理性能参数的影响主要体现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用。