第四课 减少焊接残余应力的措施

1、1,三、焊接残余应力对焊接结构的影响,1.对结构强度的影响2.对构件加工尺寸精度的影响原因：焊件在不经过焊后消应力处理，内部存在着相互平衡的应力，当进行机械加工时，如切削掉焊件的一部分承受残余应力金属，则焊件会重新变形（二次变形）以使残余应力重新分布来保持平衡，焊件不断的切削，就会不断的变形，加工精度难以保证。,2,3.对受压杆件稳定性的影响4.对结构刚度、疲劳强度和应力腐蚀开裂的影响应力腐蚀原因：拉应力和介质、腐蚀共同作用下产生裂纹的一种现象，拉应力越大，发生应力腐蚀开裂的时间越早。,3,四、减少焊接残余应力的措施,1.设计措施其核心是合理、正确地布置焊缝。（1）减少焊缝数量在保证结构强度的

2、前提下，应尽量减少焊缝的数量和尺寸，采用填充金属少的坡口形式。（2）合理布置焊缝焊缝布置应尽量避免过分集中、交叉以及出现三向复杂应力等，焊缝与焊缝之间应保持足够的距离。,4,（3）采用刚性较小的接头形式这样可降低焊缝的拘束程度，使焊缝能自由地收缩。,5,2.工艺措施,（1）采用合理的装配焊接顺序基本原则：焊接平面上的焊缝时，应使纵、横向收缩都比较自由。具体方法是：先焊结构中收缩量最大的焊缝，后焊收缩量小的角焊缝；先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝；先焊在工作时受力大的焊缝，后焊受力小的焊缝；焊接交叉焊缝时，应保证交叉点部位不易产生缺陷，且刚性较小。简单归纳为：先焊大，后焊小；先焊短，后焊长。,6

3、,a.先焊大后焊小,7,b.先焊短，后焊长C.交叉焊缝,8,（2）缩小焊接区与结构整体之间的温差常用的方法有预热法和冷焊法两种。（3）降低接头局部拘束度,9,（4）加热“减应区”法焊接时，加热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，就可以减小焊接应力，这种方法称为加热“减应区”法，被加热的部位称为“减应区”。选择减应区的基本原则是：选择那些阻碍焊接区膨胀和收缩的部位作为“减应区”，可用气焊火焰加热所选部位，如焊接缝隙处张开，则表示选择正确。,10,五、消除焊接残余应力的方法,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

4、，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。,11,（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。,12,（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3004000C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。,13,六、焊接残余应力的测定,1.切条法：将待测焊件划分几个区域，在各区待测点上贴应变片或加工机械引伸计的标距孔，然后测原始读数，再切断，然后在读数。2.小孔法是应力破坏性最小的一种，原理是：在应力场中钻一个小孔，应力平衡受到破坏，钻孔周围的应力重新调整，测得孔附近的应变片的变化，可用弹性力学推算小孔处的应力。,14,小结：