减少焊接变形与应力消除

Chapter2焊接变形与应力

Stressandreformofwelding本章重点：1.杆件的均匀加热、冷却过程的变形与应力2.长板条在不均匀温度场作用下的变形与应力3.焊接残余变形4.预防和矫正残余变形的方法5.焊接残余应力6.焊接残余应力的调节及消除措施本章难点：1.杆件的均匀加热、冷却过程的变形与应力2.长板条在不均匀温度场作用下的变形与应力3.焊接残余变形4.焊接残余应力3.1焊接应力与变形的基本概念

1.按应力的分布范围2.根据结构中的空间位置焊接应力产生的原因及分类1焊接应力产生的原因及分类23.根据应力与焊缝的相对位置4.根据应力产生、作用的时间5.根据应力形成原因

焊接变形产生原因及分类11.自由变形：当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行。单位长度的自由变形量：焊接变形产生原因及分类22.外观变形：当金属物在温度变化过程中受到阻碍，不能完全的自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。3.内部变形：把未表现出来的那部分变形，称为内部变形；

焊接残余变形的基本类型

纵向横向收缩变形角变形、弯曲变形和波浪变形杆件的均匀加热和冷却过程中的变形和应力

简化假定：1.金属材料的性参数是与温度变化无关的参数2.金属的相变温度很高，不考虑组织应力3.材料屈服极限与温度变化关系不同拘束条件下杆件均匀加热、冷却时的变形和应力

1.杆件在无拘束条件下杆件均匀加热、冷却时的变形和应力

2.杆件在拘束条件为均匀加热、冷却时皆不能自由变形的变形和应力

2.杆件在拘束条件为均匀加热、冷却时皆不能自由变形的变形和应力2.杆件在拘束条件为均匀加热、冷却时皆不能自由变形的变形和应力3.杆件在拘束条件为加热时不能自由膨胀，冷却时能自由收缩是的变形和应力

3.杆件在拘束条件为加热时不能自由膨胀，冷却时能自由收缩是的变形和应力3.杆件攻在拘黑束条妹件为担加热浴时不峡能自先由膨蛮胀，预冷却须时能注自由理收缩昏是的简变形矮和应职力3.长板厌条（沾长宽渠比>>哈4~丈5）在挣不均章匀温斧度场矩作用票下变毒形和传应力假定：1.单向斥应力2.线热搜源，军厚度腿方向拢上温激度是搭均匀晋的3.截面袜保持原平面长板揪条在授中心严加热巩引起脉的纵抖向收绍缩变楚形和齐应力长板屑条非厉对称附加热嘉引起蚊的变录形和报应力长板尖条冷不却后趋产生胖的残柴余应惩力和虫变形残余盈应力尾的分梁布是砌：焊兄缝及公近焊竖缝区屋域受螺到拉予应力快，常仿达以愁后随湖远离截焊缝颂依次机是压厉应力剧，拉舟应力军，形蚕成三谜个正那负相秧间的杏应力种分布崭区。4.焊接敬残余博变形纵向珍收缩核变形壳及产读生的启弯曲胞变形纵向成收缩演变形眨结论纵向蜓收缩才量的鹊计算1.单层结焊的帐纵向蛛收缩辆量：F—构件烟截面蒸积L—构件刚长度--焊缝丝式截面奏积2.多层驼焊的袜收缩蔑量：焊接方法CO2焊埋弧焊手工焊材料低碳钢低碳钢奥氏体钢K10.0430.071~0.0760.048~0.0570.076纵向震引起惑弯曲幕变形肆结论横向百收缩棋变形貌及其翼产生祖的挠霉曲变餐形对接退接头失横向武变形狱的实挪验数绳据丁字诵接头丸及搭县接接止头横坝向收弯缩横向竹收缩昆变形娘结论横向悬引起螺弯曲羞变形横向享引起涨弯曲匪变形挺与焊网缝到土焊件哀形心艘的距薪离成猪正比角变弦形1.焊缝雹横向却收缩佛引起旁的弯子曲角孟变形2.焊缝都金属电收缩罢引起速的倾遵斜角霸变形对接璃接头态角变怎形丁字炮接头梯和搭么接接垦头的域角变悦形波浪孕变形原因：薄必板在持承受团压应加力，罢当其置中的需压应辛力达厌到-临界惭应力鼠，薄百板将贪出现臭波浪侮变形脆失去能承载远能力顺，称漠之为窑失稳舒。错边呆变形原因：主表要是肃焊接巧过程软中对愁接边低的热眠量不扮平衡渣，装它配不行善会倾造成封错边5.预防铅和矫泥正焊射接残乓余变豆形的考方法1.合理特设计：1.选用墨对称乡丰截面卷的结担构，田焊缝侵布置累对称叮，在弟设计轨时，拜安排拴焊缝净尽可正能使哪焊缝物对称齿于截狡面的典中性抚轴1.合理滨设计2.合理辨的选椒择焊懒缝的姿尺寸絮和形若式：在碍保证科结构含的承宝载能采力的默条件勤下，余尽量涛采用腹较小偿的焊梅缝尺诸寸3.尽可地能减我少焊阴缝的挂数量：用嚷型钢译代替哪钢板酸，用形断续喉焊代淹替连拖续焊2.工艺道措施1.正确裳的确宝定装横配、将焊接捏顺序不正光确的鱼装配妈次序余：工灰字构镜件，夫先丁迟字，滚然后病在装凭另一六块盖调板，班焊后块仍有喝较大遗的挠擦度丁字工字正确乒应该卸是，躺先点县固成仅工字揭，然抖后焊屡接，难注意期次序2.工艺聋措施2.选择着适当君的施堡焊次朝序和纽奉方向原则越：反变勤形法定义：构叔件在屿焊前斑预制喝成与截变形贪方向赔相反乌的变旅形，描这种代方法劣可以桥防止菜弯曲宝变形摆，和闯角变撞形。刚性煤固定泼法在无侦反变德形的倍情况炕下，把将构环件加趋以固帝定来碧限制银焊接肾变形洲，（富在焊晓法兰刺盘上淹），岭防止栋角变值形和素波浪促变形剃较好合理管的选款择焊遍接的姓方法婶和焊绣接规哈范选择突线能愧量较纸低的株焊接保方法掩，采崭用多隙层焊稿代替父单层忆焊矫正米残余排变形惜的方改法1.机械眉矫正坑法：将惧变形持的构搜件中输的尺握寸较束短的打部分颂通过畜机械宽力作壶用，春使之葛产生嘱塑性踩延展搁变形桑，而诉恢复介和达缺到形别状的张要求转，可屈以利解用螺厌旋、炮气动吼、液砖压的劫器具俘来加疼外力矫正杂残余烧变形净的方回法2.火焰同矫正探法：利淘用火注焰加磁热时协产生殖的局若部压尾缩变作形使如较长漆部分弟在冷型却后流缩短尺来消断除变蝴形（鸭不适扣用于逢具有丽晶间搬腐蚀厨倾向壶的不兰锈钢寸和淬待硬倾唱向较衫大的胃钢材答）6.焊接煤残余尼应力焊接脸残余娃应力浅分布1.纵向跨应力啄的分鼓布1.纵向裹应力炮的分邀布横向谋应力芬的分禾布横向轿应力方的分智布横向味应力愁的分陶布厚板竿中的姐残余搏应力晚分布封闭叉焊缝希中的臂残余常应力餐分布组织牲应力[相变燥应力]焊接恩残余概应力耐的影袭响1.对静摇载强园度的河影响2.对机补械加升工精恋度的粗影响原因扬：焊掀件在技不经棋过焊型后消榜应力历处理罚，内谊部存减在着熔相互尝平衡失的应尚力，趟当进给行机貌械加德工时翼，如天切削智掉焊著件的贸一部顷分承娃受残寄余应屈力金档属，乓则焊里件会象重新倚变形买（二燃次变觉形）不以使喊残余封应力塘重新托分布贿来保私持平惜衡，箭焊件岸不断型的切权削，探就会尖不断咽的变钉形，服加工鹅精度桶难以痰保证焊接案残余饶应力维的影叉响3对疲感劳强块度的渔影响（研辞究不社够充首分）4对应萄力腐扶蚀的哭影响原因识：拉话应力宪和介晒质、械腐蚀扑共同本作用惧下产甜生裂爷纹的异一种屯现象毫，拉如应力地越大膊，发悄生应慰力腐依蚀开桥裂的娘时间萄越早置。5对结深构刚横度的歪影响结论抓：在幅静载单下，施焊件钩经过眯一次捷加载是，卸瓦载后知，以暮后再批次加晃载，叹只要百其大篮小不撑超过繁前一挨次，懂残余恳应力嚷不再辆起作脏用，号外载恐也不握影响各焊件毛内部鞋残余呼应力病的分劝布7.焊接怨残余狂应力遍的调泄节及辱消除祝措施1.调节弄残余洞应力棍的措包施1.臭1设计虫措施:设计灾上减阻小焊左接应范力的遥核心刃是正肆确布旺置焊腊缝，扛以避避免应座力叠败加设计斯原则工艺哗措施工艺榴原则消除压残余崭应力下的措洁施注：父振动泼法的兰优点善，从榨应力惜消除屿效果烟看，肥振动阀法比繁用同咱样大纷小的禾静载吗拉伸股效果条好，众且具腊有设含备简姿单，企价廉胶，处种理成催本低歪，时颈间短木，无怜高温猜回火拜的金荐属氧肺化问氏题等罪优点辆。8.焊接画残余黑应力悬的测丈定1.应力杀测定雀方法改的分标类按其报对结柿构的戏是否躲破坏描来分按测漂试原棒理分应力家释放单法原理：利势用构紫件在巴机加辅工后龟应力哲部分待释放队，回裕产生违变形繁来重揉新分琴布应痒力来网达到诉平衡仍，利击用应筑力应拜变关狮系来插求出犬应力欣。属驻于此属法的有切描条法肝，车孤削法昌，刨栗削法端，套逝孔法科，小墨孔法。应力咳释放管法1.切条戒法：将惧待测狡焊件冲划分节几个绸区域援，在吨各区飘待测贴点上抓贴应洁变片理或加饱工机芹械引逮申计抚的标为距孔拴然后贡测原访始读刊数，怪然后朵切断秆，然估后在玻读数害根据可以帜算出善应力蛮。应力鸣释放泳法2.车削竟法：此爹法多樱用于哪测圆鄙柱零没件堆堆