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如何降低焊接材料的屈强比

发布时间:2022-12-20 15:30:59

Ⅰ 减少焊接残余应力的措施有哪些

减少焊接残余应力的措施:

  1. 焊后热处理法(PWHT)

常用的PWHT有两种方法:一种是整体热处理,即

将焊件整体放入炉中进行热处理,这种方法一般可消

除80%~90%的焊接残余应力;另一种方法是局部热处

理,即对焊缝周围局部区域进行加热,它只能降低残

余应力峰值,不能完全消除残余应力。

(2)机械拉伸法

通过机械拉伸,使焊接接头拉伸残余应力区域产生拉伸塑性变形,卸载后降低焊接残余应力,一般适用于屈服比较小的塑性材料。

(3)温差拉伸法

其基本原理与机械拉伸法相同。

(4)锤击焊缝

采用带有小圆弧面的手锤或风枪锤击焊缝,使焊缝金属延展,从而降低内应力。锤击时力量要适中,使2mm范围内受到影响,避免因锤击过重而产生裂纹,同时要注意避免在300~4000C之间锤击,以免出现蓝脆。一般根部焊道不锤击以免产生裂纹,盖面焊道不锤击以免影响焊缝美观。

(5)振动法

即以振动产生的交变应力对工件施加附加应力,当附加应力与焊接残余应力叠加后达到或超过金属材料的屈服点时,在工件内部就会产生一定塑性变形,从而使焊接残余降低或均匀化。这种方法设备简单、操作方便、经济性好,但振动参数不易选择。

Ⅱ 铁板焊接后如何降低硬度,因为难打孔

铁板焊接时由于焊接过程中焊缝迅速冷却导致焊缝变硬钻孔困难。可以通过焊后热处理方式不仅可以使焊缝退火,还可以消除焊接残余应力等有害影响。
焊后热处理作用:
1.松弛焊接参与应力。
2.稳定结构的形状和尺寸,减少畸变。
3.改善母材、焊接区的性能,包括提高焊缝金属的塑性;降低热影响区硬度;提高断裂韧性;改善疲劳强度;恢复或提高冷成型中降低的屈服强度。
4.提高抗应力腐蚀的能力。
5.进一步释放焊缝金属中的有害气体,尤其是氢,防止延迟裂纹的发生。

Ⅲ 减少焊接残余应力的措施有哪些

1、设计要合理:减少焊缝数量,减少焊缝尺寸,选择合理的坡口,合理安排焊缝位置。

2、工艺措施:反变形,刚性固定法,合理的焊接方法和工艺参数,合理的装配和焊接顺序。

3、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。

4、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。

5、焊接残余应力会导致焊接变形翘曲,后期的焊接开裂,应力腐蚀问题,极大影响焊接件的使用寿命,降低可靠性。

Ⅳ 请教:如何降低材料的屈强比,具体措施有哪些

首先
屈强比是指 钢材的屈服强度/钢材的极限破坏强度
钢材受力在没有超过屈服点时,它的变形是线型的,也就是卸载后它会还原到 原来的形态。受力如果超过屈服点,钢材就产生塑性变形。在同样的荷载增量下,过了屈服点的钢材产生的变形要比没有过屈服点的钢才产生的变形大。

所以对这机械构件,当然是变形小的钢材好.那么钢材的屈服强度就应该以接近钢材的极限破坏强度为佳,也就是说

屈强比大的钢材用来做结构零件可靠性高.

Ⅳ 防止和减小焊接应力的措施有哪几种

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。

Ⅵ 焊缝接头不重叠能降低抗拉强度吗

碳素钢、低合金钢(包括低合金耐热钢、低合金高强钢)焊接材料的选择考虑因素:等强性和等韧性原则承压承载的部件,通常根据材料的拉伸应力进行强度计算,拉伸需用应力与材料的标准抗拉强度下限值有关,即许用应力 (σ)=σb/nb(各种标准nb的取值同) (σ)为材料的拉伸许用应力 σb为材料的标准抗拉强度下限值 nb为安全系数(各种标准nb的取值不同) 焊接接头作为部件的一部分,其焊缝抗拉强度应不小于母材标准抗拉强度规定的下限。同时应注意焊接材料熔敷金属的抗拉强度不能大大高于母材的抗拉强度,而导致焊缝塑性性能降低,硬度增大,不利于随后的制造成型。尽管强度计算仅考虑材料的抗拉强度,各种工艺评定标准对焊缝的屈服强度均无要求,但选择焊接材料时也应考虑焊接材料熔敷金属的屈服强度不应低于母材的屈服强度,并注意保证一定的屈强比。当接头在高温运行通常用工作温度(或设计温度)下材料的高温短时抗拉强度规定下限进行需用应力计算即: [σt]=σbt/nb 其中[σt]为材料t温度下,短时抗拉强度规定值下计算的高温许用应力 σbt为材料t温度下,短时抗拉强度规定值下限或工作温度下材料的持久强度蠕变极限进行许用应力计算 [σDt]=σDt/nD 其中,[σDt]为材料t温度下持久强度计算的许用应力 σDt为材料t温度下的持久强度 nD为安全系数(各种标准的取值不同) 由于部件的运行工况不同,在运行中常常会由于韧性不足而产生脆性破坏,尤其是低温工作的部件或高强度部件更容易发生脆性破坏。所以有关标准对焊接接头的冲击韧性指标提出明确要求。选择焊接材料时应保证焊缝的冲击韧性满足有关标准的要求。然而标准不同对接头冲击韧性的要求也不相同。蒸汽锅炉安全监察规程中规定焊接接头的冲击韧性不得低于母材冲击韧性规定值的下限。当母材没有冲击韧性指数时则不得低于27J。选择高温运行焊接接头的焊接材料时,应考虑其高温短时抗拉强度或持久强度不得低于母材的对应值。一般碳素钢和普通低合金钢选择焊接材料只要考虑焊接材料的考拉强度,可不考虑熔敷金属的化学成分与母材匹配,但对于Cr-Mo耐热钢材料的焊接,选择焊接材料不仅考虑其等强性,还应考虑合金元素的匹配以保证焊接接头的综合性能与母材一致。

Ⅶ 防止和减小焊接结构变形的工艺措施主要有哪些

工艺措施是指在焊接构件生产制造过程中所采用的一系列措施,将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后矫正措施.

1 焊前预防措施

焊前预防主要包括预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法.

预变性法或称反变形法是根据预测的焊接变形大小和方向,在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量(反变形量),焊后焊接残余变形抵消了预变形量,使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸.

预拉伸法多用于薄板平面构件,焊接时在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下进行的.焊后,去除预拉伸或加热,薄板恢复初始状态,可有效地降低焊接残余应力,控制焊接变形.预热的作用在于减小温度梯度,不同的预热温度在降低残余应力的作用方面有一定的差别,预热温度在300℃~400℃时,在钢中残余应力水平降低了30%~50%,当预热温度为200℃时,残余应力水平降低了10%~20%.

刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定,可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等.

2 焊接过程控制措施

焊接过程控制主要方法有采用合理的焊接方法和焊接规范参数,选择合理的焊接顺序以及采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施.选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形.采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施可以降低残余应力和减小焊接变形.采用随焊两侧加热,横向应变、纵向应变和最大剪切应变的分布更加均匀,变化更加平缓,起到减小焊接残余应力和变形的作用.随焊碾压法由于设备复杂、使用不便等原因,在生产应用中受到一定的限制,但该方法在提高焊接变形等方面具有理想的效果.随焊激冷法能够显著地降低残余应力和减少焊接变形.

焊接顺序对焊接残余应力和变形的产生影响较大,在采用不同的焊接顺序时,可以改变残余应力的分布规律,但对残余应力整体幅值的降低作用不大,同时该方法对于控制焊接变形有较大的作用,尤其在多道焊中,作用更加明显.

3 焊后矫正措施

当构件焊接后,只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形.焊后矫正措施主要分为加热矫正法和机械矫正法.加热矫正法又分为整体加热和局部加热.

整体热矫正是指将整体构件加热至锻造温度以上再进行矫正的方法,可用以消除较大的形状偏差.但是焊后整体加热容易引起冶金方面的副作用,限制了该方法的进一步推广及应用.

局部热矫正多采用火焰对焊接构件局部加热,在高温处,材料的热膨胀受到构件本身刚性制约,产生局部压缩塑性变形,冷却后收缩,抵消了焊后部位的伸长变形,达到矫正目的,火焰加热法采用一般的气焊焊炬,不需要专门的设备,方法简便灵活,因此在生产上广为应用.

此外,还有利用机械力或冲击能等进行焊接变形矫正,包括静力加压矫直法、焊缝滚压法、锤击法等.

Ⅷ 简述改善钢材可焊性的措施有哪些

改善高强度钢焊接性能的措施是多方面的,主要包括以下三个方面:一是钢内材的化学成分设计容时即充分考虑可焊性方面的要求,严格控制钢材的碳当量在一定的范围内,尽量减少钢材自身的脆性;二是从冶炼生产工艺上尽量降低甚至消除各种有害杂质如S、P、Sn、Sb、As等,并通过工艺措施控制夹杂物的形态;三是改善焊接工艺,避免造成很大的焊接应力,尽量减轻或避免脆性的发生。

Ⅸ 防止和减小焊接应力的措施有哪几种

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。

Ⅹ 如何降低42crmo4屈强比比值

以有抗震要求的土木结构为例,屈强比太高则结构为脆性破坏,脆性破坏在土木里是严禁的,因为破坏时结构没有明显的变形产生即破坏,难以预防。受到地震力时,钢材首先达到屈服强度且强度不断发展,结构产生变形,这个变形为肉眼可见,结构破坏的先兆出现,人们得以提前发现并预防,屈强比越大,机械零件越好(考虑节约材料,减轻重量)屈强比可以看作是衡量钢材强度储备的一个系数。

一般钢材的抗拉伸强度可以留有余地,并且可以按照实际情况进行考量。但是屈强比值最好保持在0.60—0.75之间。
一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
机器零件-------屈强比高,节约材料,减轻重量
锅炉压力容器-------------不要求太高屈强比
屈强比低表示材料的塑性较好;屈强比高表示材料的抗变形能力较强,不易发生塑性变形。

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