控制焊接残余变形的措施

焊接培训教材焊接残余应力与变形

张明录一二三四目录焊接残余应力分类焊接残余变形分类控制焊接残余变形的措施焊接变形的矫正温度应力：由于温度变化或不均匀加热而在物体中产生的应力（热应力）。组织应力：由于温度变化而引起的组织变化所产生的应力（相变应力）。拘束应力：由于焊件热变形受到拘束作用而产生的内部抗力。1.根据应力形成原因：一.焊接应力的分类(1)温度应力产生条件：受热不均匀温度均匀结果：应力残留或消失(如果温度应力不高，即低于材料的屈服极限，，即温度应力在弹性范围内时，在框架中不产生塑性变形，当框架的温度均匀化后，热应力随之消失)。温度应力：由于构件受热不均匀引起的内应力。(2)组织应力材料在凝固冷却过程中，由于组织转变，带来体积尺寸变化，产生的应力。组织应力：组织转变产生原因：加热－膨胀－受拘束－产生温度应力（压应力）＋压缩屈服变形冷却－收宿－受拘束－产生残余应力（拉应力）＋拉伸屈服变形金属框架的温度应力与残余应力演示(3)残余应力残余应力：温度恢复到原始状态后，残存在物体内部的应力。产生原因：不均匀加热产生条件：局部区域产生塑性变形或相变①任何原因引起的伸长变形受阻时，该伸长部分受压应力，阻碍构件伸长的其它部分则受拉应力。②任何原因引起的收缩变形受阻时，则收缩部分受拉应力，而阻碍收缩的构件的其它部分则受压应力。焊接变形焊接过程瞬态热变形焊后残余变形面内变形面外变形纵向收缩横向收缩回转变形角变形波浪变形扭曲变形弯曲变形8面内位移面外位移相变组织变形收缩变形弯曲变形角变形波浪变形错边变形扭曲变形焊接残余变形

焊接残余变形：焊接后残存于结构中的变形。二.焊接残余变形的分类10

焊后沿焊缝长度方向的收缩和垂直于焊缝方向的收缩。1.收缩变形收缩变形：纵向收缩变形横向收缩变形1）

纵向收缩变形纵向收缩变形：焊后沿焊缝长度方向发生的收缩变形。横向缩短纵向缩短

压缩塑性变形：焊缝近缝区金属在高温下的自由变形受到阻碍，产生了压缩塑性变形。

收缩变形：焊缝区液态金属在冷却过程中形成固态焊缝，产生收缩变形。这两个区域统称为收缩变形区（1）

纵向收缩变形产生的原因2）横向收缩变形

焊后在垂直于焊缝方向发生的收缩变形。横向收缩变形：横向缩短纵向缩短（1）横向收缩变形产生的原因横向收缩变形和纵向收缩变形的原因基本一致。

随着焊件厚度增加，焊接层数的增加，横向收缩越来越明显。1）纵向收缩引起的弯曲变形(1)产生原因焊缝在构件中的位置相对于其截面中性轴不对称

→Ff是个偏心力。弯曲变形截面中心2.弯曲变形2）横向收缩引起的弯曲变形(1)产生原因焊缝在构件中的位置相对于其截面中性轴不对称

→Ff是个偏心力。弯曲变形截面中心（2）控制弯曲变形的措施焊缝设计时，尽可能使焊缝对称于焊件截面的中轴线或靠近中轴线。采用反变形或较小的焊缝尺寸。

3）横向收缩引起的旁弯变形(1)产生原因横向焊缝在焊接过程中若出现焊接方向错误，会是焊件产生旁弯。（2）控制旁弯变形的措施标明次序，正确采取焊接顺序

焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移称为角变形，也称回转变形。用β

代表角变形的大小。3.角变形β平板堆茂焊高温愿区金属档的热膨圈胀受到箩附近温衔度较低雪区域金安属的阻锯碍受挤肢压，（并压缩塑蔬性变形君）。焊接面恼压缩塑川性变形>背面针角变形习。1）堆项焊时缝产生异的角际变形平板千堆焊仗角变率形的分形成削过程(1)角变拔形产促生原圆因焊接热小量在厚笨度方向牧上的不遵均匀分砍布，同时也取决勉于焊咳接的刚度状。焊接层绕数和焊暗接线能释量与达板厚丝式的影响您。焊前先将焊件流预制失大小相同、论方向相鼻反的变仓形，以抵消谜焊后发生望的变形饥。23（A）反变形跨法（2）控制崭角变形的措牺施焊前焊后此法对防脾止弯曲变砌形的效果踏不如反鹊变形法适，但对角变形和波浪变形效果裁较好栽。24（B）刚性固猴定法用装焊铸夹具，蚊将焊接件相互位置固洒定，限制焊尺接变形。工件压板25角变吩形沿已着焊邻缝长室度方梳向逐陪渐增功大，物使构案件变构形扭季转,焊后在归结构上际出现的烂扭曲变利形，也笑称螺旋形变形撇。4.扭曲变形（1）扭曲评变形的招产生原私因焊接角合变形沿线长度方速向上的蒸分布不闷均匀、屯焊缝长倡度方向蛋上的错坑边、焊接顺蝇序不对勤称或焊例接方向萄错误，酱引起的扭直曲变形踢。凡是丧影响悉角变凡形的制因素垄均会导致扭曲努变形兰。27合理的装貌配焊江接顺杜序（2）控制极扭曲变困形的措征施42134321中间捧向两丘端焊610943221158765872341分段退步焊13425.波浪年变形构件焊德后呈现春出翘曲形安状称为波纳浪变形，觉也称失稳银变形至。薄板在承受跑压力时司，当其绘中的压应执力达甜到某王一临枪界数挣值时，将览出现波浪迅变形猾而丧尝失承神载能畅力，仓这种晨现象追称之游为失稳彩。(1名)波浪变台形产生原抛因薄焊后存在提于平俩板中壳的内雷应力坡，一郊般情须况下从在焊喉缝附代近是艳拉应蛾力，挠离开台焊缝急较远融的区携域为岸压应锣力。陷在压栽应力辟的作郊用下沈，如采果决，节薄板牙可能箭失稳宣，产哪生波仅浪变龄形。焊接炕角变笨形也姨可产蜂生类厅似的拿波浪闹形变景形板焊史接对魄热胀否冷缩毁最为敏感(2)防止波浪变形的措施提高临耳界应力吸，增加板灶厚和减小堪板宽鸣。施加撑预拉给应力——最有奇效的妖方法用装捕焊夹卧具，忠将焊接件松的相互泽位置固帆定，可算用以请防塘止焊后变形何。6.错边倾变形焊接过伐程中，两焊接煤件的热岭膨胀不箩一致，引起长度方央向和厚度呢方向志上的位移促，称错办边变形貌。填充届量增吸加应力撤集中苹加大有效铜截面减小装配不畅良引起扯的错边致变形。(1捆)错边变额形产生滤原因33焊接柜引起科的错炭边变雄形。焊接过颈程中对裳接边的台热量不狱平衡，臂装配不绪合理。两种材橡料热膨陕胀的差雄异。(2)控制焊接张变形某的措抹施将焊接伏处热量迅荒速散走摧，减小焊缝及其附近的受雁热区，达到减小焊挨接变形的目的。喷水法湖散热散热约垫法奏散热水浸法飘散热357）散热法36等离苦子弧已焊誉、氩仙弧焊爱、CO逮2保护绢焊、悟手工倦电弧平焊、后气焊，在保斤证熔透畏和焊缝粮无缺陷吵的前提霞下，应闹尽量采汉用小的洽焊接热搁输入。三.选择合理的隔焊接方乌法选择问合理提的焊液接方光法，赚可有歉效的寻减少擦焊接鲜变形。37利用外力折使构尘件产堪生与朴焊接支变形咽方向折相反舰的塑将性变衰形，使两者相宗互抵消前。焊接变形务的矫陶正有：机械护矫正旁法、火择焰矫叙正法梁、散排热法、锤击法。四.焊接饲变形松的矫悼正机械矫拴正有：油压机协、千斤超顶、辗狱压机和专晋用矫正修机。1.机械矫正法三点弯曲万矫形辗压矫形391）机械快矫正注意事敞项机械别矫正躲法，疮只适册用于结构简最单的中姐、小型脚焊件，沙对高强度培钢应慎睛用。40用火焰朽对局部串进行加背热，使恭之产生风压缩塑参性变形棕，冷却表时该处涉金属发翻生收缩攻，利用亭收缩产梳生的变炼形去抵庭消焊接杆引起的遗残余变娃形。火焰矫始正法一蒜般使用本的是氧垮-乙炔救火焰，支不需专俯门设备再，操作灵累活、简登单方便磁，可以在取大型结贷构上进凡行校正脏，但效率洽较低。2.火焰矫正凝法（1）加例热位忙置（2）加织热温桶度（3）加灿热区乒的形胀状411）火冤焰加炼热的三要勒素42加热浴位置公是成融败的莲关键拦因素生，加热词位置严不正战确，帽不仅滴起不拢到矫抛正作派用，销反而是变形更为屡严重。因此窑，所选从的加热庭位置必给须使产硬生的变忧形方向先与焊接卷残余变骡形方向巧相反，起到抵卖消变形唇的作用芬。（1）加热肉位置加热位腾置加热谊线43颜色温度℃颜色温度℃颜色温度℃深褐红色550~580樱红色770~800暗黄色1050~1150褐红色580~650淡樱红色880~830亮黄色1150~1250暗樱红色650~730亮樱红色830~960白黄色1250~1300深樱红色730~770桔黄色960~1050结构可钢火焰射矫正坦加热蜘温度稼一般气为650～70番0℃之间。一般用眼睛旺观察加害热部位滨的颜色验来判断牛加热的傅大致温度（桥可用试路温笔）捉。（2）加热放温度在构件拔表面加热一个圆点，鸽冷却后沉可获得鸣均匀的管径向收缩效萍果。常以梅花查状均匀匆分布，钩点直径≥15m早m，点间距50～10艰0m纠m，每加热权完一旷个点墓后，立即未锻打加热车点及杀周围转区域，（套锻打时，用钓木锤背墨面须设聪垫板）糠，可浇水颠冷却愁。44（3）加穴热区绸的形锣状A）点状加露热薄板波浪变废形的矫平45火焰沿敌直线方祝向移动阻，连续摆加热金炮属表面且，形成您一条加射热线即岂条状加怨热。薄板债校平不作减横向摆柏动加热划，需扩题大面积耐时，从含中间向由两侧平韵行的增弯加加热属线，线戒距视变值形程度殿而定，变南形量编大宜考密些接。B）条状加荒热火焰移同动过程撤中横向士摆动，堪就形成还带状加果热。带状加热傍的横栏向收趴缩大台于纵除向收杠缩量钱，带状取加热标多用健于校优正厚板威、变饲形量暴较大向或刚哄性较显大的构件木。46B）带状加屋热47加热区洪呈三角缩慧状，可嗽获得三甜角底部城边横向冤收缩大驰于顶端炮横向收萄缩的效疲果。用直于刚性葬大和宗变形寄量大沙的焊摘件。D）三角导形加热48

塑性好搭材料都氧能用火扶焰矫正党，如低碳悠钢、耳低合完金钢虽（16M登n等），不仅可疫