《焊接培訓(xùn)資料：焊接應(yīng)力的消除》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《焊接培訓(xùn)資料：焊接應(yīng)力的消除（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、焊接應(yīng)力 焊接應(yīng)力，是焊接構(gòu)件由于焊接而產(chǎn)生的應(yīng)力。 焊接過(guò)程中焊件中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和焊接熱過(guò)程引起的焊件的形狀和尺寸變化。 焊接過(guò)程的不均勻溫度場(chǎng)以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。當(dāng)焊接引起的不均勻溫度場(chǎng)尚未消失時(shí)，焊件中的這種應(yīng)力和變形稱為瞬態(tài)焊接應(yīng)力和變形；焊接溫度場(chǎng)消失后的應(yīng)力和變形稱為殘余焊接應(yīng)力和變形。在沒(méi)有外力作用的條件下，焊接應(yīng)力在焊件內(nèi)部是平衡的。焊接應(yīng)力和變形在一定條件下會(huì)影響焊件的功能和外觀。 焊接應(yīng)力的危害 焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊件有 6個(gè)方面的影響： ① 對(duì)強(qiáng)度的影響：如果在高殘余拉應(yīng)力區(qū)中存在嚴(yán)重的缺陷，而焊件又在低于

2、脆性轉(zhuǎn)變溫度下工作，則焊接殘余應(yīng)力將使靜載強(qiáng)度降低。在循環(huán)應(yīng)力作用下，如果在應(yīng)力集中處存在著殘余拉應(yīng)力，則焊接殘余拉應(yīng)力將使焊件的疲勞強(qiáng)度降低。焊件的疲勞強(qiáng)度除與殘余應(yīng)力的大小有關(guān)外，還與焊件的應(yīng)力集中系數(shù)、應(yīng)力循環(huán)特征系數(shù)和循環(huán)應(yīng)力的最大值有關(guān)，其影響隨應(yīng)力集中系數(shù)的降低而減弱，隨應(yīng)力循環(huán)特征系數(shù)的降低而加劇，隨循環(huán)應(yīng)力的最大值的增加而減弱。當(dāng)循環(huán)應(yīng)力的最大值接近于屈服強(qiáng)度時(shí)，殘余應(yīng)力的影響逐漸消失。 ② 對(duì)剛度的影響：焊接殘余應(yīng)力與外載引起的應(yīng)力相疊加，可能使焊件局部提前屈服產(chǎn)生塑性變形。焊件的剛度會(huì)因此而降低。 ③ 對(duì)受壓焊件穩(wěn)定性的影響：焊接桿件受壓時(shí)，焊接殘余應(yīng)力與外載所引起的應(yīng)

3、力相疊加，可能使桿件局部屈服或使桿件局部失穩(wěn)，桿件的整體穩(wěn)定性將因此而降低。殘余應(yīng)力對(duì)穩(wěn)定性的影響取決于桿件的幾何形狀和內(nèi)應(yīng)力分布。殘余應(yīng)力對(duì)非封閉截面（如工字形截面）桿件的影響比封閉截面（如箱形截面）的影響大。 ④ 對(duì)加工精度的影響：焊接殘余應(yīng)力的存在對(duì)焊件的加工精度有不同程度的影響。焊件的剛度越小，加工量越大，對(duì)精度的影響也越大。 ⑤ 對(duì)尺寸穩(wěn)定性的影響：焊接殘余應(yīng)力隨時(shí)間發(fā)生一定的變化，焊件的尺寸也隨之變化。焊件的尺寸穩(wěn)定性又受到殘余應(yīng)力穩(wěn)定性的影響。 ⑥ 對(duì)耐腐蝕性的影響：焊接殘余應(yīng)力和載荷應(yīng)力一樣也能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂。 焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的影響： 焊接殘余應(yīng)力是構(gòu)件還

4、未承受荷載而早已存在構(gòu)件截面上的初應(yīng)力，在構(gòu)件服役過(guò)程中，和其他所受荷載引起的工作應(yīng)力相互疊加，使其產(chǎn)生二次變形和殘余應(yīng)力的重新分布，不但會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性而且在溫度和介質(zhì)的共同作用下，還會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度、抗脆斷能力、抵抗應(yīng)力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。 焊接應(yīng)力的消除方法 目前采用的消除應(yīng)力的失效方法有振動(dòng)時(shí)效（消除30%~50%的應(yīng)力）、熱時(shí)效（消除40%~70%的應(yīng)力）豪克能PT時(shí)效（消除80%~100%的應(yīng)力）等。 1整體熱處理 ? ?? ?整體高溫回火是將整個(gè)焊接件均勻加熱到某一合適的溫度，然后在該溫度下保溫預(yù)定的時(shí)間，最后使其均勻冷卻到室溫的一種熱處

5、理方法。在消除焊接殘余應(yīng)力的熱處理中，影響熱處理效果的主要因素有回火溫度、保溫時(shí)間、加熱和冷卻速度、加熱方法和加熱范圍的大小。對(duì)于同一種材料，回火溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，應(yīng)力也就消除得越徹底。應(yīng)當(dāng)注意的是，有的焊接件不適宜高溫回火，高溫回火會(huì)損害其力學(xué)性能。 熱處理溫度根據(jù)材質(zhì)不同、供貨狀態(tài)不同來(lái)確定。對(duì)于碳鋼和低合金鋼，熱處理溫度一般在580~680℃，熱處理時(shí)間按焊件的厚度確定，實(shí)踐證明，整體熱處理可以消除80%~90%的殘余應(yīng)力。 2局部熱處理 本法只對(duì)焊縫及其附近的局部區(qū)域進(jìn)行加熱，其消除應(yīng)力的效果不如整體熱處理。本法多用于比較簡(jiǎn)單的、拘束較小的焊接接頭，如長(zhǎng)的幽簡(jiǎn)容器、管道接頭、長(zhǎng)

6、構(gòu)件的對(duì)接頭等。 整體熱處理一般是將焊件整體放在加熱爐中加熱，加熱爐可以是電爐也可以是燃?xì)鉅t。局部熱處理要保證足夠的加熱度，可采用工頻線加熱、外線加熱、火始加熱等方法。 3溫差拉伸法 ???? ?也稱為低溫消除應(yīng)力法，即伴隨焊縫兩側(cè)的加熱隨后急冷。這種方法一般川于焊比較規(guī)則、焊縫厚度不大于40m的焊件上。 ? ? ? 在鍋爐和壓力容器制造中，經(jīng)常采用整體或局部熱處理的方法消除焊接應(yīng)力山]溫差拉伸法的工藝較復(fù)雜，使用有局限性，所以應(yīng)用較少。 4錘擊碾壓法 一般用于中厚板焊接應(yīng)力的調(diào)整。具體方法是，用圓頭小錘敲擊多層焊道的中間層焊道，使其發(fā)生雙向塑性延展，以減小焊接應(yīng)力。 5振動(dòng)時(shí)效

7、及振動(dòng)焊接 振動(dòng)時(shí)效 振動(dòng)時(shí)效是對(duì)構(gòu)件施加交變應(yīng)力，與構(gòu)件上的殘余應(yīng)力疊加達(dá)到材料的屈服應(yīng)力，發(fā)生局部的宏觀和微觀塑性變形；這種塑形變形往往首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大和構(gòu)件應(yīng)力集中點(diǎn)，使這里的殘余應(yīng)力得以釋放，達(dá)到降低和均化殘余應(yīng)力的作用。 盡管振動(dòng)時(shí)效設(shè)備不具備去氫和恢復(fù)塑形的功能，但從尺寸穩(wěn)定性比較，已經(jīng)達(dá)到和超過(guò)熱時(shí)效的水平；振動(dòng)時(shí)效是一種以消除應(yīng)力、提高尺寸穩(wěn)定性為目的替代熱時(shí)效的先進(jìn)工藝。 振動(dòng)焊接 振動(dòng)焊接又稱為振動(dòng)調(diào)制焊接、隨焊振動(dòng)；在振動(dòng)時(shí)效標(biāo)準(zhǔn)附錄中，已確認(rèn)為可與振動(dòng)時(shí)效進(jìn)行組合的工藝之一。其不改變?cè)械暮附庸に?，在焊接過(guò)程中，通過(guò)激振器對(duì)構(gòu)件注入頻率和振幅可控的振動(dòng)，

8、即形成振動(dòng)焊接。?這種振幅的振動(dòng)，勢(shì)必對(duì)焊接熔池和熱影響區(qū)產(chǎn)生一定的作用： （1）當(dāng)焊縫在金屬熔融狀態(tài)下，由于振動(dòng)使氣泡、雜質(zhì)等容易上浮、排除。 （2）再結(jié)晶過(guò)程中振動(dòng)晶粒，有利于晶粒細(xì)化； （3）溫度大于600攝氏度的區(qū)域，材料在強(qiáng)度逐步恢復(fù)、冷卻的過(guò)程中，伴隨振動(dòng)的熱塑性變形，使逐步得到的焊接殘余應(yīng)力降低和均化，以減少焊接變形和焊接裂紋的形成。 6爆炸法 通過(guò)布置在焊縫及其附近的炸藥帶，引爆產(chǎn)生的沖擊波與殘余應(yīng)力的交互作用，使金屬產(chǎn)生適量的塑性變形，殘余應(yīng)力因而得到松弛。根據(jù)構(gòu)件厚度和材料的性能選定恰當(dāng)?shù)膯挝缓缚p長(zhǎng)度上的藥量和布置方式，是取得良好消除效果的決定性因素。 7機(jī)械拉伸法 ? ?? ?對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行加載，使焊接壓縮塑性變形區(qū)得到拉伸，可減少由焊接引起的局部壓縮塑性變形量，使內(nèi)應(yīng)力降低。