焊接應(yīng)力與焊接變形

1、焊接應(yīng)力與焊接變形1.內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi)2.焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因3.焊接應(yīng)力的特性4.焊接應(yīng)力的復(fù)雜性5.焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊件使用性能的影響6.焊接殘余應(yīng)力引起的事故實(shí)例第一講 焊接應(yīng)力和變形的產(chǎn)生與影響3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 概述焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。焊接生產(chǎn)過(guò)程是指采用焊接工藝方法把毛坯、零件和部件連接起來(lái) 制成焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過(guò)程。焊接生產(chǎn)在工程建設(shè)和工程施工中是最主要的環(huán)節(jié)之一。石化企業(yè)的建設(shè)焊接工作量約占1/3；輸油氣管道建設(shè)中是大規(guī)模的焊接過(guò)程。例如，不計(jì)附屬設(shè)施焊接，西氣東輸工程6000km的管道，若每根

2、管子長(zhǎng)12m，僅焊接接頭就50萬(wàn)個(gè)。 因此，焊接質(zhì)量在一定程度上決定了工程質(zhì)量。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 概述保證焊接質(zhì)量就要保證結(jié)構(gòu)焊接接頭的良好形狀和力學(xué)性能；最少的焊接缺陷；以及結(jié)構(gòu)的最小殘余應(yīng)力和變形，殘余應(yīng)力和變形對(duì)焊件的使用性能影響很大，因此必須采取消除和降低措施。由于殘余應(yīng)力的隱蔽性、復(fù)雜性、多變性等，因此，在采取措施時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)制造過(guò)程的多環(huán)節(jié)中采取多樣化的技術(shù)措施。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi) 焊接應(yīng)力(Welding Stress)屬于內(nèi)應(yīng)力(Internal Stress)1.1 內(nèi)應(yīng)力定義 內(nèi)應(yīng)力是在沒(méi)有外力作用下而

3、存在于物體內(nèi) 部的應(yīng)力，產(chǎn)生于制造的各工藝環(huán)節(jié)，如：鑄、鍛、焊、軋制、機(jī)加工、熱處理、表面工程以及組裝等。1.2內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生原因不均勻的塑性變形：加工載荷不均勻、金相組織變化、內(nèi)部的位相差等。不均勻的溫度場(chǎng)；物體各部位熱脹冷縮的不協(xié)調(diào) 。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi)不均勻的相變：金屬發(fā)生相變時(shí),由于體積變化發(fā)生而引起。如： AF；A M。1.3 內(nèi)應(yīng)力的分類(lèi)第一類(lèi)內(nèi)應(yīng)力 在物體實(shí)際尺寸范圍內(nèi)平衡和分布的內(nèi)應(yīng)力，故又稱(chēng)宏觀內(nèi)應(yīng)力。例如焊管成型：如圖2-1不均勻的化學(xué)變化：物體各部分的材料在各種作用下發(fā)生的化學(xué)變化的部位相互作用（由表及里）而產(chǎn)生的，如滲碳、滲氮

4、等表面熱處理工藝 1.3.1 按平衡范圍分類(lèi)3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi)圖1-1 彎曲引起內(nèi)應(yīng)力宏觀示意圖注意：產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力的方向和彎曲時(shí)受力方向正 好相反3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi)第二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力 在金屬晶粒尺寸范圍內(nèi)平衡和存在的內(nèi)應(yīng)力，故又稱(chēng)為微觀內(nèi)應(yīng)力，這是由于相鄰晶粒（或晶塊）之間的位相差或各向異向引起的不均勻塑性變形，在幾個(gè)晶粒（或晶塊）之間平衡形成的內(nèi)應(yīng)力。如圖2-2圖2-2 發(fā)生不均勻變形的三個(gè)晶粒3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi)第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力 在平衡于晶格尺寸范圍的內(nèi)應(yīng)力，故又

5、稱(chēng)為超微觀內(nèi)應(yīng)力。例如，晶?；坪蟀l(fā)生的晶格畸變多引起的在幾個(gè)晶胞范圍內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力 研究焊接應(yīng)力主要是第一、二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力。1.3.2 按產(chǎn)生原因不同分類(lèi)不均勻塑性變形引起的內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力 焊接應(yīng)力屬熱應(yīng)力 相變應(yīng)力化學(xué)作用引起的內(nèi)應(yīng)力3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 內(nèi)應(yīng)力及其分類(lèi)瞬時(shí)內(nèi)應(yīng)力 應(yīng)力值的大小和分布隨時(shí)間而變化的內(nèi)應(yīng)力1.3.3 按內(nèi)應(yīng)力隨時(shí)間變化的關(guān)系分類(lèi) 焊接過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力屬瞬時(shí)內(nèi)應(yīng)力，焊接結(jié)束后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力屬殘余內(nèi)應(yīng)力。殘余內(nèi)應(yīng)力 應(yīng)力值和分布不隨時(shí)間變化，是去除外力或（和）溫差后仍留存在物體內(nèi)部的應(yīng)力。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和

6、變形產(chǎn)生的原因焊接應(yīng)力是在焊接過(guò)程中和焊接焊接完成后在工件中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。焊接過(guò)程中產(chǎn)生瞬時(shí)內(nèi)應(yīng)力。瞬時(shí)應(yīng)力可能引起焊接變形和焊接熱裂紋。焊接后產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在是產(chǎn)生焊接冷裂紋主要原因之一，如延遲裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋和疲勞裂紋等。焊接過(guò)程的不均勻熱漲和冷縮，不僅產(chǎn)生焊接應(yīng)力，同時(shí)產(chǎn)生焊接變形。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因 焊接瞬時(shí)應(yīng)力來(lái)源于焊接熱源對(duì)工件的局部加熱而引起的不均勻溫度場(chǎng)，從焊接開(kāi)始到工件溫度恢復(fù)到初始溫度以前，焊件中的內(nèi)應(yīng)力始終隨溫度場(chǎng)的變化而變化。溫度場(chǎng)的變化分為兩種情況。2.1 焊接瞬時(shí)應(yīng)力的產(chǎn)生2.1.1 加熱溫度較低

7、不產(chǎn)生塑性變形。(低碳鋼不超過(guò)500，一般結(jié)構(gòu)鋼不超過(guò)600) 為了把抽象問(wèn)題形象化建立彈簧模型說(shuō)明之。如圖3-1A受熱自由深長(zhǎng)L，三個(gè)彈簧固定后伸長(zhǎng)了L，A受壓，BC受拉3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因圖2-1 內(nèi)應(yīng)力的三彈簧模型L和L大小隨溫度大小變化，但都在彈性范圍。當(dāng)A恢復(fù)到原始溫度時(shí)，變形為零，應(yīng)力也為零。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因只要高溫區(qū)仍有彈性（彈性下降），該區(qū)總是受壓，距熱源較遠(yuǎn)低溫受拉，在降溫過(guò)程的前段仍保持此態(tài)勢(shì)，但應(yīng)力值大小持續(xù)變化。2.1.2.當(dāng)加熱溫度較高，在熱源附近產(chǎn)生塑性變

8、形 當(dāng)降溫到一定程度，高溫區(qū)逐漸變?yōu)槭芾?，整個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的。在任何時(shí)刻，正負(fù)應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力和為零。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因試驗(yàn) ： 3根同材料、同長(zhǎng)度綱棒，均勻加熱，加熱溫度900C。如圖2-2 假如構(gòu)件是均勻加熱并能自由收縮，則不產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形；若均勻加熱，由于約束作用，而產(chǎn)生壓縮變形，但能自由收縮，則產(chǎn)生殘余變形而無(wú)殘余應(yīng)力；若不均勻加熱，同時(shí)，不能自由收縮，則產(chǎn)生殘余應(yīng)力，又產(chǎn)生殘余變形，焊接屬于最后一種。2.2.1均勻加熱引起的應(yīng)力與變形2.2.焊接殘余應(yīng)力和變形的產(chǎn)生3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)

9、生的原因圖2-2 鋼棒在加熱和冷卻時(shí)的變形結(jié)果：a)不受約束的均勻加熱，自由伸長(zhǎng)，自由收縮 ， 無(wú)殘余應(yīng)力與變 形； b) 均勻加熱，900C被壓縮，之后自由收縮， 有殘余變形，無(wú)殘余應(yīng)力； c) 桿件均勻加熱伸長(zhǎng)受阻，冷卻時(shí)自由收縮， 則有殘余變形，而無(wú)殘余應(yīng)力。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因試驗(yàn)：在平板上，堆焊一條縱向焊縫，屬不均勻加熱和冷卻。如圖2-32.2.2.不均勻加熱引起的應(yīng)力變形3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因圖2-3 低碳鋼平板焊接時(shí)的應(yīng)力和變形過(guò)程：a)加熱時(shí)，焊縫區(qū)受壓(-)而遠(yuǎn)離焊縫 區(qū)

10、受拉(+)，產(chǎn)生壓縮塑性變形； b)冷卻時(shí)，由于壓縮塑性變形，試板回不 到原來(lái)位置，產(chǎn)生殘余 變形L，此時(shí)焊 縫區(qū)受拉(+)，而遠(yuǎn)離焊縫區(qū)受壓(-)。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因金屬不均勻受熱時(shí)，只要加熱溫度高于屈服溫度，加熱時(shí)產(chǎn)生壓縮塑性變形，焊后會(huì)同時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形。2.2.3 小結(jié)焊接過(guò)程中的變形和殘余變形方向相反。焊接加熱時(shí)焊縫附近產(chǎn)生壓縮塑性變形，冷卻后收縮充分（材料塑性好，剛度小）， 則變形大、應(yīng)力小，反之亦然。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 焊接應(yīng)力的特性自相平衡性是一切內(nèi)應(yīng)力的基礎(chǔ)特征，在構(gòu)件范圍內(nèi)無(wú)論瞬時(shí)

11、應(yīng)力還是殘余應(yīng)力都是平衡力系，即：3.1 焊接應(yīng)力的特性 3.1.1 自相平衡性3.1.2 遵循疊加原理在焊接應(yīng)力產(chǎn)生和演變過(guò)程中，如果熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和約束應(yīng)力同時(shí)存在兩種或三種，最終結(jié)果為兩種或三種應(yīng)力的疊加。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 焊接應(yīng)力的特性投入使用的焊接結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力與工作載荷引起的應(yīng)力方向一致，疊加后可能影響承載能力。當(dāng)殘余應(yīng)力與工作應(yīng)力方向相反時(shí)，疊加結(jié)果使實(shí)際應(yīng)力下降，可提高承載能力和使用壽命。兩種應(yīng)力同向時(shí)，疊加結(jié)果使構(gòu)件局部應(yīng)力增加到接近甚至超過(guò)屈服極限。當(dāng)局部應(yīng)力超過(guò) ，對(duì)于高塑性材料不影響主要強(qiáng)度，但降低剛度；對(duì)于低塑性或者脆性材料，可能導(dǎo)致局

12、部破壞或早期失效。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 焊接應(yīng)力的特性投入使用的焊接結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力與工作載荷引起的應(yīng)力疊加可能影響承載能力。當(dāng)殘余應(yīng)力與工作應(yīng)力相反時(shí)，疊加結(jié)果使實(shí)際應(yīng)力下降，提高承載能力和使用壽命。兩種應(yīng)力同向時(shí)，疊加結(jié)果使構(gòu)件局部應(yīng)力增加到接近甚至超過(guò)屈服極限 。當(dāng)局部應(yīng)力超過(guò) ， 對(duì)于高塑性材料不影響主要強(qiáng)度，但降低剛度；對(duì)于低塑性或者脆性材料，可能導(dǎo)致局部破壞或早期失效。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 焊接應(yīng)力的特性當(dāng)焊件工作或環(huán)境變化（加熱、加載）引起的應(yīng)力與殘余應(yīng)力相疊加超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度 時(shí)，殘余應(yīng)力的分布狀況也將發(fā)生變化，一般應(yīng)力峰值

13、會(huì)下降，如果應(yīng)力疊加產(chǎn)生全面屈服，則殘余應(yīng)力會(huì)消除。3.1.3 應(yīng)力重分布現(xiàn)象殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)變化稱(chēng)為應(yīng)力重分布，伴隨應(yīng)力重分布所產(chǎn)生的變形成為二次變形。應(yīng)力重分布的正面影響是降低殘余應(yīng)力的峰值，提高承載能力和使用壽命，如焊接鋼管的擴(kuò)徑，或增大水壓試驗(yàn)的壓力。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3焊接應(yīng)力的特性. 應(yīng)力重分布的負(fù)面影響是可能降低工件的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性，如水壓試驗(yàn)后的焊管的“脹管”或尺寸超標(biāo)。3.1.4 無(wú)明顯的外觀表現(xiàn)焊接應(yīng)力和焊接變形是同時(shí)產(chǎn)生的，但后者在工程上給予極大關(guān)注，前者往往關(guān)注不夠甚至被忽視，原因是焊接變形比較直觀，焊接應(yīng)力比較隱秘。焊接應(yīng)力測(cè)試?yán)щy和

14、計(jì)算方法復(fù)雜是引起重視不夠的主要原因 ，人們?cè)诎l(fā)生事故或者在付出代價(jià)后，才能加強(qiáng)對(duì)焊接應(yīng)力的重視。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊接應(yīng)力問(wèn)題的復(fù)雜性 焊接應(yīng)力源于焊接過(guò)程的局部加熱造成的不均勻塑性變形，因此焊接溫度場(chǎng)的特性及焊接材料的力學(xué)和物理性能的變化對(duì)焊接應(yīng)力的分布和演變有直接影響。焊接應(yīng)力問(wèn)題復(fù)雜也源于焊接溫度場(chǎng)的復(fù)雜性。4.1 焊接溫度場(chǎng)的溫度范圍大焊接溫度經(jīng)歷了常溫熔點(diǎn)以上常溫的過(guò)程。材料的物理和力學(xué)性能隨溫度的變化而變化。如圖4-1，反映了不同材料的物理和力學(xué)性能隨溫度變化的情況。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊接應(yīng)力問(wèn)題的復(fù)雜性圖4-1 金

15、屬屈服極限與溫度的關(guān)系1-鈦合金2-低碳鋼3-鋁3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊接應(yīng)力問(wèn)題的復(fù)雜性材料不同，焊接時(shí)所處溫度場(chǎng)的瞬時(shí)位置不同，材料所表現(xiàn)的物理和力學(xué)性能不同，所產(chǎn)生的力學(xué)行為（彈性、彈塑比、和塑性）也不同，所以焊接應(yīng)力的分布異常復(fù)雜。4.2 焊接溫度場(chǎng)的溫度分布極不均勻焊接溫度場(chǎng)的溫度分布不均勻性給焊接應(yīng)力分析時(shí)的模型、分析和計(jì)算帶來(lái)困難。以薄平板在焊接某一瞬間的溫度為例，如圖4-2 (此為最簡(jiǎn)單的溫度分布圖)以薄平板在焊接某一瞬間的溫度為例，如圖4-2 (此為最簡(jiǎn)單的溫度分布圖)3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊接應(yīng)力問(wèn)題的復(fù)雜性圖4-2

16、焊接溫度場(chǎng)3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊接應(yīng)力問(wèn)題的復(fù)雜性焊縫的固液轉(zhuǎn)變和相變可能造成在熱應(yīng)力的基礎(chǔ)上疊加相變應(yīng)力，從而改變焊接應(yīng)力的大小分布。4.3 在焊接溫度場(chǎng)溫度變化的同時(shí)伴隨著固液轉(zhuǎn)變 和相變3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5.焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊件使用性能的影響對(duì)于塑性很好的材料，在承載靜拉力時(shí)，因?yàn)椴牧鲜亲銐虻难有赃M(jìn)行塑性變形，因此殘余應(yīng)力不影響焊件的承載能力，如圖5-15.1 對(duì)強(qiáng)度的影響圖5-1 塑性好的材料內(nèi)應(yīng)力對(duì)承載內(nèi)應(yīng)力影響示意圖3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5.焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊件使用性能的影響對(duì)于脆性材料或在高殘余拉應(yīng)力區(qū)存在

17、缺陷，或在脆韌轉(zhuǎn)變溫度以下服役的焊件，由于處于脆性狀態(tài)，或受三向拉應(yīng)力作用，材料不能發(fā)生塑性變形，當(dāng)外力與內(nèi)應(yīng)力疊加達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)則可能發(fā)生局部斷裂。5.2 對(duì)剛度的影響焊接殘余應(yīng)力與外載引起的應(yīng)力疊加，可能使得焊件局部提前屈服產(chǎn)生塑性變形，焊件的剛度因此而降低。在循環(huán)應(yīng)力作用下，如果在應(yīng)力集中處存在殘余應(yīng)力，則將使得焊件的疲勞強(qiáng)度降低。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5.焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊件使用性能的影響殘余應(yīng)力處在應(yīng)力區(qū)，主要降低受外壓薄壁筒體或其他受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性，是使得薄壁殼體焊后或使用過(guò)程產(chǎn)生失穩(wěn)破壞的主要原因之一，如減壓塔 以及接管與筒體連接都要補(bǔ)強(qiáng)或用加強(qiáng)圈。5.

18、3 對(duì)受壓焊件穩(wěn)定性的影響5.4 對(duì)加工精度的影響由于焊件殘余應(yīng)力的存在和加工過(guò)程中的應(yīng)力釋放，對(duì)工件的加工精度有不同程度的影響，焊件的剛度越小，對(duì)精度的影響越大，在機(jī)加工過(guò)程中常出現(xiàn)的“黑皮”或加工后尺寸超標(biāo)。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5.焊接殘余應(yīng)力對(duì)焊件使用性能的影響焊接殘余應(yīng)力隨時(shí)間發(fā)生變化，使殘余應(yīng)力的釋放轉(zhuǎn)化為殘余變形，焊件尺寸隨之變化。焊件尺寸穩(wěn)定性受殘余應(yīng)力穩(wěn)定性的影響，如機(jī)床時(shí)效5.5 對(duì)尺寸穩(wěn)定性的影響5.6 對(duì)耐腐蝕性的影響焊接殘余應(yīng)力和載荷力一樣能導(dǎo)致焊件的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，即使沒(méi)有載荷應(yīng)力，也會(huì)導(dǎo)致焊件的氫脆。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量

19、6. 焊接殘余應(yīng)力引起的事故實(shí)例 據(jù)報(bào)道，美國(guó)1984年發(fā)生一起單乙醇胺吸收塔的容器焊接接頭破壞事故，導(dǎo)致17人死亡，財(cái)產(chǎn)損失超過(guò)1億美元。該容器直徑為2.6m，長(zhǎng)度16.8m，壁厚25.4mm，充填介質(zhì)為丙烷和硫化氫，工作溫度為37.8，內(nèi)壓為1.4Mpa.據(jù)1985年發(fā)表的研究報(bào)公布的結(jié)果，其中一個(gè)重要原因是該容器焊后沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理。結(jié)果焊接熱影響區(qū)存在淬硬組織和殘余應(yīng)力，在操作條件下誘發(fā)了裂痕，并造成整體破壞，該報(bào)告建議，對(duì)發(fā)生熱影響區(qū)硬化的焊接接頭必須進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理。1.焊接殘余應(yīng)力的分類(lèi) 2.焊接殘余應(yīng)力的分布及其影響因素3.調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施4.焊后消除焊接應(yīng)力的方

20、法5.介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力新技術(shù)第二講 焊接應(yīng)力的消除與調(diào)正 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 綜 述焊接過(guò)程的局部加熱并產(chǎn)生壓縮塑性變形是產(chǎn)生焊接應(yīng)力的根本原因，因此，焊接過(guò)程產(chǎn)生應(yīng)力和變形是不可避免的。焊接應(yīng)力的消除只能理解為消除對(duì)焊件使用性能的影響，不能認(rèn)為焊件的殘余應(yīng)力為零。焊接應(yīng)力的調(diào)整可以從兩個(gè)方面理解，一是殘余應(yīng)力和殘余變形之間的調(diào)整；二是對(duì)焊接應(yīng)力峰值的調(diào)整。為了掌握消除與調(diào)正焊接應(yīng)力的方法，應(yīng)對(duì)焊接應(yīng)力的產(chǎn)生、分布及影響因素等規(guī)律性東西預(yù)以掌握。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1.焊接殘余應(yīng)力的分類(lèi)根據(jù)應(yīng)力性質(zhì)劃分：拉應(yīng)力，壓應(yīng)力。根據(jù)引起應(yīng)力的

21、原因劃分：熱應(yīng)力、組織應(yīng)力（相變應(yīng)力）、拘束應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力作用的方向劃分：縱向應(yīng)力、橫向應(yīng)力、厚度方向應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力在焊接結(jié)構(gòu)中存在的情況劃分：?jiǎn)蜗驊?yīng)力、兩向應(yīng)力、三向應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力的發(fā)生和分布范圍劃分：第一類(lèi)應(yīng)力、第二類(lèi)應(yīng)力、第三類(lèi)應(yīng)力。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布及其影響因素縱向殘余應(yīng)力是指應(yīng)力的作用方向與焊縫平行的殘余應(yīng)力，一般用 表示。2.1 縱向殘余應(yīng)力的分布及其影響因素厚度不大的焊件的殘余應(yīng)力基本上是平面殘余應(yīng)力，厚度方向的應(yīng)力很小，在討論縱向、橫向殘余應(yīng)力時(shí)，暫不考慮厚度方向應(yīng)力?？v向應(yīng)力的分布與焊接過(guò)程中形成的壓縮塑性變形的大小和分布有關(guān)

22、，凡影響壓縮塑性變形的因素，如輸入熱（線能量）、剛度、材料性質(zhì)等都會(huì)影響殘余應(yīng)力的分布。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布及其影響因素不同寬度板料，板邊堆焊的殘余應(yīng)力的分布如圖2-1所示。2.1.1 板邊堆焊的殘余應(yīng)力分布及其影響因素圖2-1 板邊堆焊殘余應(yīng)力分布3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布及其影響因素在相同的焊接條件下，構(gòu)件的幾何尺寸不同（W不同），其剛度也不同，較寬板焊縫附近產(chǎn)生高達(dá)屈服極限的拉應(yīng)力（a），較窄的板，焊縫應(yīng)力值較小，可能為壓應(yīng)力（b） 。窄板焊縫及其附近為壓應(yīng)力，分布較均勻（c）。同樣的板寬不同的工藝

23、參數(shù)（線能量），由于形成的溫度場(chǎng)不同，壓縮變形區(qū)的大小也不同。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)板寬為100mm，板邊堆焊速度0.72m/min，焊接電流小于150A，堆焊處產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力；焊接電流超過(guò)150A，該處產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力。增大焊速與減小電流相似。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布及其影響因素沿焊縫方向的縱向應(yīng)力 在焊縫及其附近一般為拉應(yīng)力。對(duì)于低碳結(jié)構(gòu)鋼和強(qiáng)度不高的低合金鋼（400Mpa ）焊縫的殘余應(yīng)力 可以達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度，見(jiàn)圖2-2所示。2.1.2平板對(duì)焊的殘余應(yīng)力分布及其影響因素圖2-2 焊縫中縱向殘余應(yīng)力 分布3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2

24、. 焊接殘余應(yīng)力的分布及其影響因素鋼板對(duì)接時(shí)，應(yīng)力分布與板寬有關(guān)。若以溫度場(chǎng)600c以上受熱區(qū)寬度b來(lái)衡量，當(dāng)b/w490Mpa（50kg級(jí)）的調(diào)質(zhì)鋼，球罐壁厚控制為不需焊后熱處理的范圍，即 38mm（我國(guó)允許 40mm）；以西歐為代表，采用 490Mpa，壁厚不受限制，焊后整體熱處理。3.2 工藝措施3.2.1 采用合理的焊接順序及方向構(gòu)件裝配時(shí)的焊接順序?qū)堄鄳?yīng)力影響很大，選擇順序原則如下：3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施先焊收縮量較大的焊縫，使其焊縫盡量能夠自由收縮。如在有對(duì)接和角接焊縫的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)當(dāng)先焊收縮量較大的對(duì)接焊縫。如圖3-8先焊工

25、作時(shí)受力較大的焊縫，使內(nèi)應(yīng)力合理分布。如圖3-8所示。工字梁應(yīng)當(dāng)先焊受力的最大的翼緣焊縫1，然后焊腹板對(duì)接焊縫2，最后焊接預(yù)先留出的翼緣角焊縫3。這樣焊成的梁，抗疲勞強(qiáng)度比先焊腹板的梁高出30%。圖3-8 工字梁的拼接順序 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施拼板時(shí)應(yīng)先焊錯(cuò)開(kāi)的短焊縫，后焊直通長(zhǎng)焊縫，使焊縫有較大的橫向收縮余地。如圖3-9圖3-9 合理的拼板焊接順序 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施盡量使焊縫能在剛度較小的情況下焊接，使焊縫的收縮比較自由。對(duì)接焊縫的焊接方向，應(yīng)指向自由端。例球罐殼體的拼焊。

26、例：大型容器的底部拼。如圖3-10圖3-10 大型容器底部拼板焊接順序3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施 例如在焊接封閉焊縫時(shí)，可用反變形法來(lái)降低接頭剛度，以減小焊后殘余應(yīng)力。如圖3-113.2.2 降低接頭剛度 圖 3-11 采用反變形減小 殘余應(yīng)力3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施 錘擊可以使焊縫得到延展，從而降低拉伸應(yīng)力的峰值。錘擊可在500以上的熱態(tài)下進(jìn)行，也可在300以下的冷態(tài)下進(jìn)行，這樣可避免鋼材的蘭脆。錘擊可以用手錘或錘頭為一定直徑的半球形風(fēng)錘來(lái)進(jìn)行，但施力適度。膨脹系數(shù)大的鋼材不可錘擊。3.

27、2.3 錘擊焊縫3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施 在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位進(jìn)行加熱，使它產(chǎn)生與焊縫收縮方向相反的伸長(zhǎng)變形。在冷卻時(shí)，加熱區(qū)的收縮方向相同，由于焊縫的收縮比較自由（接近自由收縮）從而減小了內(nèi)應(yīng)力。如圖3-12為輪幅、輪緣斷口焊接時(shí)采用局部加熱法的實(shí)例。 3.2.4 利用局部加熱造成反變形 圖3-12 輪輻及輪緣的 斷口焊接a）輪輻焊接；b）輪緣焊接3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 3. 調(diào)整和減小焊接殘余應(yīng)力的措施 預(yù)熱法可以是局部加熱，也可以是整體加熱。例如球罐的殼體焊接，往往采用局部加熱。對(duì)于焊接易裂材料（如中碳鋼，高碳鋼、合金

28、結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵件等）焊接，常用此方法。其目的是減小焊接區(qū)和結(jié)構(gòu)整體的溫度差，能使焊縫區(qū)與結(jié)構(gòu)整體盡可能均勻冷卻。3.2.5 預(yù)熱法 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法 對(duì)于塑性好，韌性高的焊件殘余應(yīng)力對(duì)其承載能力影響不大，但對(duì)于強(qiáng)度高、塑韌性差或低溫和動(dòng)載下使用的構(gòu)件，殘余應(yīng)力的不利影響是不容忽視的。對(duì)于需要進(jìn)行機(jī)加工的構(gòu)件，也必須進(jìn)行消除應(yīng)力處理，否則會(huì)因殘余應(yīng)力的釋放而產(chǎn)生的變形影響及加工精度。消除殘余應(yīng)力的方法如下：4.1 整體熱處理4.1.1 方法與原理整體熱處理是將構(gòu)件加熱到回火溫度，保溫一定時(shí)間后再冷卻。 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)

29、量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法這種方法的機(jī)理是金屬材料在高溫下發(fā)生蠕變現(xiàn)象，同時(shí)屈服點(diǎn)降低，易發(fā)生塑性變形，從而使應(yīng)力松弛。隨著溫度的提高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，金屬材料的蠕變更加充分。 4.1.2 焊后消除應(yīng)力熱處理帶來(lái)的問(wèn)題母材和焊縫金屬性能惡化 某些材料在熱處理過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間加熱，會(huì)使其力學(xué)性能變差。如高溫停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，Cr-Mo鋼焊縫金屬會(huì)出現(xiàn)粗大的鐵素體組織，使其強(qiáng)度降低；低溫用鎳鋼的斷裂韌性下降；有些厚壁容器，經(jīng)多道工序加熱，使材料力學(xué)性能變差等。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法有再熱裂紋傾向 對(duì)于強(qiáng)度級(jí)別較高的鉻鉬鋼，如Cr-Mo-V-B，Cr-

30、Mo-V等系列鋼，在消除應(yīng)力熱處理時(shí)，熱影響區(qū)都有發(fā)生再熱裂紋的危險(xiǎn)。因?yàn)檫@些鋼在危險(xiǎn)溫度區(qū)（500600）再熱時(shí)，晶間雜質(zhì)（P、S、Sb、Sn、As等）析集對(duì)晶界的弱化作用，以及沉淀強(qiáng)化元素（Cr、Mo、V、Ti、Nb等）的碳、氮化合物，在二次加熱時(shí)的晶內(nèi)沉淀強(qiáng)化作用，使應(yīng)力松弛的塑性變形，集中到晶界。當(dāng)晶界塑性?xún)?chǔ)備不足時(shí)，即產(chǎn)生再熱裂紋。熱處理時(shí)應(yīng)盡快通過(guò)溫度危險(xiǎn)區(qū)。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法產(chǎn)生塑性變形 對(duì)于某些剛性固定組裝的構(gòu)件，在消除應(yīng)力熱處理過(guò)程中，應(yīng)力的釋放，可能造成較大的塑性變形。4.1.3 整體熱處理的工藝控制 整體熱處理應(yīng)控制好

31、加熱溫度，加熱速度，恒溫時(shí)間和冷卻速度。圖41是材質(zhì)為NK-HTTEN610U2L低溫球罐 用鋼，消除應(yīng)力處理的方案。 圖4-13.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法材料類(lèi)別鋼號(hào)焊后熱處理壁厚/mm溫度/管材2036600650Q390（15MnV）20520570Q345（16Mn）60065012CrMo65070015CrMo1067070012Cr1MoV672075012Cr2MoWVB12Cr2MoVSiTiB任意壁厚7507801Cr5Mo板材碳素鋼38600650Q345R（16MnR）34Q390R（15MnVR）32520570表4-1 常

32、用鋼材焊后消除應(yīng)力熱處理3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法加熱速度 控制最大升溫速度是為了防止加熱過(guò)快，造成構(gòu)件大的溫度梯度。從而使材料受熱不均而引起構(gòu)件的變形，甚至引發(fā)裂紋。在升溫至300后，加熱速度不應(yīng)超過(guò) h（ 為構(gòu)件厚度），且不大于220h。保溫時(shí)間 控制保溫時(shí)間是使殘余應(yīng)力有足夠的時(shí)間進(jìn)行松弛。保溫時(shí)間主要取決于壁厚及材質(zhì)，保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)對(duì)材料性能，尤其是韌性產(chǎn)生不良影響。保溫時(shí)間大致為：碳素鋼每毫米厚度需25min；合金鋼每毫米壁厚需3min,且不少于30min，但最長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)3小時(shí)。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除

33、焊接應(yīng)力的方法冷卻速度 控制冷卻溫度同樣是防止構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大的溫度梯度，從而防止構(gòu)件產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力和變形。冷卻速度不應(yīng)超過(guò) h，且不大于275h。，300以下可自然冷卻。4.1.4 整體熱處理形式爐內(nèi)整體熱處理 該形式受熱處理設(shè)備能力的限制，如某設(shè)備制造廠自制的大型臺(tái)車(chē)式節(jié)能型電爐，只能處理長(zhǎng)為16M，直徑為3M的構(gòu)件，不能超出此規(guī)格。熱處理過(guò)程應(yīng)注意溫度控制、支撐牢固、火焰不與設(shè)備接觸等。 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法整體內(nèi)熱處理 該方法是將熱源引入容器內(nèi)進(jìn)行加熱。尺寸較大的容器一般采用高速?lài)娮靽娙細(xì)?，在容器?nèi)燃燒加熱，也有運(yùn)用遠(yuǎn)紅外電加熱器加熱的

34、。在熱處理過(guò)程中，用熱電耦測(cè)控器內(nèi)溫度，器外用絕熱材料進(jìn)行保溫。應(yīng)用實(shí)例，如圖4-2圖 4-2 立式容器整體熱處理1-超音速燃燒噴嘴2-熱風(fēng)分配管3-支架4-保溫層3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法實(shí)踐表明，整體高溫回火消除殘余應(yīng)力效果最好。它有可能消除8090%的殘余應(yīng)力，但受熱處理?xiàng)l件限制或從制造成本考慮，盡量不進(jìn)行整體熱處理。最好的辦法是控制構(gòu)件的厚度。表4-2即為各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中可不進(jìn)行焊后熱處理的最大焊件厚度。 4.1.5 控制不進(jìn)行焊后熱處理的最大焊件厚度 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法鋼種HPIS/WESI

35、SOTC11IIWX-WGASMESec. VIII碳素鋼3830，385032505038C-Mo16，2020191.25Cr-0.5Mo13，1615192.25Cr-1Mo8，00195Cr-1Mo0003.5Ni50協(xié)議5019鋼種ASMESec.IIIANSIB31.3BS5500BS2633碳素鋼321935303838C-Mo0192012.51.25Cr-0.5Mo012.7012.52.25Cr-1Mo012.7005Cr-1Mo00003.5Ni1919任意壁厚15.2表4-2各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中可不進(jìn)行焊后熱處理的最大焊件厚度3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后

36、消除焊接應(yīng)力的方法4.2 局部高溫回火方法與用途 高溫局部回火的方法是將焊縫及其附近應(yīng)力較大的局部區(qū)域加熱到高溫回火溫度，然后保溫及緩慢冷卻。常用于管道和長(zhǎng)筒形容器的焊接接頭以及長(zhǎng)構(gòu)件對(duì)接接頭的回火處理。效果局部高溫回火難以完全消除應(yīng)力，但可降低其峰值，是應(yīng)力分布比較平緩。消除應(yīng)力的效果取決于局部熱處理的加熱區(qū)寬度。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法一般技術(shù)上， 所提到的熱處理寬度，實(shí)際上是指應(yīng)達(dá)到熱處理恒溫溫度的寬度，即均溫帶寬度。不同國(guó)家對(duì)熱處理寬度作了不同的規(guī)定。表4-3 是其中幾例：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 技術(shù)規(guī)定 備注中國(guó)SDJ51-82從焊縫中心起每側(cè)不少

37、于焊縫的3倍，且不小于30mm。均溫帶寬度英國(guó)BS2633均溫帶寬度為1.5 ，加熱寬度為2.6 為壁厚國(guó)標(biāo)ISOTC11加熱寬度為R為管子的半徑表4-3 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱處理加熱寬度的規(guī)定注：加熱寬度是指加熱元件的直接作用范圍。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法加熱方法電阻爐加熱 電阻爐加熱應(yīng)注意爐體和爐外適當(dāng) 長(zhǎng)度的保溫，以降低溫度梯度。感應(yīng)加熱 在實(shí)際生產(chǎn)中多采用工頻感應(yīng)加熱和中頻感應(yīng)加熱，應(yīng)注意加熱段的保溫。一般用石棉布包扎。由于中頻感應(yīng)加熱的電流集膚效應(yīng)強(qiáng)，使得內(nèi)外管壁溫差大，故不適于厚壁容器。工頻加熱內(nèi)外壁溫差小。遠(yuǎn)紅外加熱 管內(nèi)外溫差更小，可以

38、到用不同波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線加熱組件，組成加熱器，使用方便。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法控制好加熱和冷卻速度 升溫太快不同部位的溫差增大，易產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力；降溫過(guò)快也會(huì)產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力。我國(guó)SDJ51-82規(guī)定，升溫速度為25025/（/h），降溫速度與升溫速度相同，而GBJ236-82規(guī)定，降溫速度不應(yīng)大于27525/（/h），且不大于275/h，300以下可以自然冷卻。工程實(shí)例 大型外式容器的局部熱處理。如圖4-33.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法b.貯罐內(nèi)熱式局部熱處理 1-支架 2-隔板 3-電加熱器 4-

39、保溫 5-容器aba.大型臥式容器的局部熱處理圖4-33.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法方法與用途 焊接件在激振器的作用下發(fā)生諧振，經(jīng)過(guò)若干時(shí)間后殘余應(yīng)力逐漸降低。該方法機(jī)理的合理解釋是，構(gòu)件在發(fā)生諧振時(shí)振幅較大，振動(dòng)引起的應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加達(dá)到材料的屈服點(diǎn)時(shí)，發(fā)生應(yīng)力松弛，從而降低殘余應(yīng)力的峰值。振動(dòng)法所需時(shí)間短，成本低。特別適合于對(duì)再熱裂紋敏感性高的材料構(gòu)件。4.3 振動(dòng)法3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法注意問(wèn)題 振動(dòng)法有降低結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的危險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)該方法有不同的看法。歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在缺陷評(píng)定規(guī)范中規(guī)定，使

40、用振動(dòng)消除應(yīng)力的構(gòu)件要計(jì)算其殘余應(yīng)力。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，很難用此法均勻的消除焊接殘余應(yīng)力。 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法工程應(yīng)用實(shí)例 圖4-4是材料為WEL-TEN80鋼制掛鉤用振動(dòng)法消除應(yīng)力的示意圖。該鋼再熱裂紋敏感性較高，激振器頻率89Hz，振動(dòng)時(shí)間20min，加速度7.89.8m/S ，用育孔法測(cè)量殘余應(yīng)力，峰值下降了36%。圖4-4 振動(dòng)法消除掛鉤應(yīng)力3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法方法與原理 在構(gòu)件上施加一定的拉伸應(yīng)力，使焊縫區(qū)的殘余應(yīng)力與其疊加，以達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。如圖4-5，為過(guò)載法原理的

41、示意圖。a）為焊后殘余應(yīng)力分布情況；b）為加載后材料發(fā)生與焊接時(shí)產(chǎn)生的壓縮塑性變形相反的變形；c）為卸載后應(yīng)力峰值的降低。拉伸的塑性變形越大，消除的殘余應(yīng)力越多。4.4 過(guò)載法 圖4-5 過(guò)載法消除殘余應(yīng)力示意圖a)加載前殘余應(yīng)力分布 b)加載后殘余應(yīng)力分布 c)卸載后殘余應(yīng)力分布3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法負(fù)面影響 該方法是以消耗構(gòu)件的塑性?xún)?chǔ)備為代價(jià)的。對(duì)于一般構(gòu)件是不允許過(guò)載到完全屈服的。因此過(guò)載法只能降低殘余應(yīng)力峰值。工程應(yīng)用實(shí)例(1)壓力容器在焊后的水壓試驗(yàn)中，采用1.31.5倍的設(shè)計(jì)應(yīng)力試壓，可使容器的殘余應(yīng)力峰值降低30%左右。(2)直縫

42、埋弧焊管UOE成型工藝的冷擴(kuò)徑（Expanding）工藝。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法(3)焊管的水壓試驗(yàn) API5L管線管規(guī)范中規(guī)定，試驗(yàn)壓力為0.9SMYS（規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度），而國(guó)外有些規(guī)范只規(guī)定最低試驗(yàn)壓力，而不規(guī)定最高試驗(yàn)壓力。 4.5 溫差拉伸法 方法與用途 在焊縫兩側(cè)用可移動(dòng)的火焰進(jìn)行加熱，與火焰移動(dòng)的同時(shí)噴水急冷，造成焊縫兩側(cè)高，焊縫區(qū)低的溫度場(chǎng)。兩側(cè)的金屬因受熱膨脹對(duì)溫度較低的焊縫區(qū)進(jìn)行拉伸，并產(chǎn)生塑性變形，從而降低了焊縫區(qū)的殘余應(yīng)力。如圖4-63.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法 這種方法在焊

43、縫比較規(guī)范、厚度不大于(40mm)的容器，船舶等殼體結(jié)構(gòu)上有一定的應(yīng)用價(jià)值。圖4-6 溫差拉伸法 1火焰加熱炬； 2噴水排管； 3焊件3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法工藝參數(shù)的選擇 該方法如果工藝參數(shù)選擇適當(dāng)，可取得較好的消除殘余應(yīng)力效果，如表4-2。鋼板厚度/mm焰炬寬度/mm焰炬中心距/mm焰炬移動(dòng)速度/（mm/min）86011560010601254001010015560015100180500171001803002010018025025100180200301001801753510018015040100180125注：焰炬寬度為100

44、mm時(shí)，每個(gè)焰炬乙炔消耗量為17m3/h，耗水量56L/min，焰炬與水管距離為130mm。表4-2 b500MPa低碳鋼溫差拉伸法消除應(yīng)力的工藝參數(shù)3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法方法與用途 碾壓法也稱(chēng)滾壓法，即在焊縫表面用滾輪施加一定壓力，使焊縫產(chǎn)生局部塑性變形來(lái)減小殘余應(yīng)力或改善其分布。對(duì)于薄壁構(gòu)件上的環(huán)縫、直縫等規(guī)則焊縫，可以達(dá)到與熱處理相同的效果。若構(gòu)件尺寸較大，不易采用此工藝。 4.6 碾壓法 高頻直縫焊管的毛刺清除，對(duì)消除焊接力是否也起到了相同的作用。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 4. 焊后消除焊接應(yīng)力的方法綜合效果 圖4-7

45、為薄壁通體碾壓法消除殘余應(yīng)力與熱處理消除應(yīng)力效果比較。碾壓處理對(duì)焊縫的力學(xué)性能和組織狀態(tài)無(wú)明顯影響。 圖4-7 碾壓與熱處理消除應(yīng)力效果的比較a)焊后殘余應(yīng)力分布 b)用固溶處理方法消除殘余應(yīng)力后的殘余應(yīng)力分布 c)使用13600N力滾壓焊縫后殘余應(yīng)力分布3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)方法與用途 利用鎢極與焊縫間產(chǎn)生的電弧，在氬氣保護(hù)下，重新熔化和結(jié)晶的方法。該方法可改善大型構(gòu)件焊縫的橫向殘余應(yīng)力，降低由于焊趾缺陷造成的應(yīng)力集中，除去已存在的表面缺陷，減輕因焊縫橫斷面形狀不好（如余高過(guò)高）而引起的應(yīng)力集中，是延長(zhǎng)疲勞壽命的有效方法。5.1

46、 TIG重熔工藝綜合效果 試驗(yàn)表明該方法對(duì)縱向應(yīng)力改善不明顯，殘余應(yīng)力絕對(duì)值下降不大，對(duì)縱向殘余應(yīng)力的均勻分布有一定的效果，對(duì)橫向殘余應(yīng)力明顯改善。殘余應(yīng)力趨向均勻，減少了使用中的應(yīng)力集中。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)工藝方法與適用范圍 所用設(shè)備為超聲沖擊設(shè)備，束狀沖頭，在超聲頻率大于1.6萬(wàn)Hz下，對(duì)焊趾和焊縫表面進(jìn)行沖擊，設(shè)備和操作過(guò)程如圖 4-7和圖4-8。5.2 超聲波沖擊工藝 設(shè)備調(diào)試 圖4-73.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)沖擊前預(yù)處理 圖4-73.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，

47、保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)圖4-7對(duì)角焊縫仰位處理 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)圖4-7對(duì)角焊縫俯位處理 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)圖4-7對(duì)環(huán)型焊縫平位處理3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)圖4-7使用盲孔法進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)圖4-8 設(shè)備超聲沖擊設(shè)備的參數(shù)：項(xiàng)目 規(guī)格 WELL- WELL-額定頻率（KHZ

48、） 20 20額定功率（W） 250 350最大輸出振幅（um） 50 輸入電壓（V） 22010%機(jī)電轉(zhuǎn)換效率（%） 90處理速度（m/h） 20-403.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)該方法比較是適用于高拘束狀態(tài)短焊縫的局部處理，如局部的焊接修復(fù)，大構(gòu)件的組配焊接，以及在厚壁結(jié)構(gòu)上焊小構(gòu)件等以及焊縫承受較大拘束應(yīng)力處。他的基本原理是利用超聲波推動(dòng)沖擊工具頭以每秒1.6萬(wàn)次以上的頻率沖擊焊縫區(qū)域，使焊縫的殘余應(yīng)力得以減小，焊趾的應(yīng)力集中得以改善，被沖擊部位表面得以強(qiáng)化。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘

49、余應(yīng)力的新技術(shù)效果 (1)超聲沖擊對(duì)一定深度的表層有消應(yīng)力效果，在采用焊道全覆蓋沖擊時(shí)，對(duì)24mm深度層消應(yīng)力效果可達(dá)3455%，達(dá)到JB/T5926-91標(biāo)準(zhǔn)要求；(2)電渣焊的沖擊消應(yīng)力效果，如圖 4-9 ；圖4-9 電渣焊的沖擊消應(yīng)力效果 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)(3)埋弧焊效果，如圖4-10；(4)對(duì)焊趾進(jìn)行沖擊，可修復(fù)焊趾的缺陷，降低應(yīng)力集中，并對(duì)應(yīng)力區(qū)壓縮，降低殘余應(yīng)力達(dá)19%，明顯提高焊接接頭的疲勞壽命。圖4-10 埋弧焊的沖擊消應(yīng)力效果3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新

50、技術(shù)存在問(wèn)題 工作效率偏低，約為 ，故不易用于大型多焊縫構(gòu)件的處理。5.3 爆炸工藝5.3.1 基本原理 爆炸處理工藝是近年發(fā)展起來(lái)的新工藝，其基本原理可歸納以下幾點(diǎn)：(1) 爆炸消除應(yīng)力是利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波使產(chǎn)生殘余應(yīng)力的相關(guān)區(qū)域產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到消除焊接殘余應(yīng)力的目的。 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)(2)退火法消除殘余應(yīng)力是利用金屬在高溫下的蠕變性能而產(chǎn)生塑性變形使應(yīng)力松弛。而爆炸法在高壓作用下金屬呈現(xiàn)類(lèi)似流體流動(dòng)的規(guī)律。在這種條件下金屬會(huì)在殘余應(yīng)力場(chǎng)的誘導(dǎo)下發(fā)生流變，在拉應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑性變形，在壓應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生壓縮性變形。對(duì)著

51、塑性變形的不斷進(jìn)行，殘余應(yīng)力逐漸釋放，塑性變形越大，殘余應(yīng)力消除越多，殘余應(yīng)力消失了，塑性流變隨即停止。(3)爆炸法有中性爆炸和硬性爆炸之分。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)爆炸消除應(yīng)力多采用橡膠炸藥。炸藥做成條形，炸藥主要成分是黑索金（RDX）。5.3.2 工藝方法 圖4-11 焊接試板在炸藥與構(gòu)件之間布置防燒蝕緩沖層，防止構(gòu)件表面被炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生高溫?zé)g。防燒蝕緩沖層常用橡膠墊和油毛粘墊。工程試驗(yàn)實(shí)例：焊接試板見(jiàn)圖4-11；3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)裝藥布置示意圖，見(jiàn)圖4-12

52、。圖4-12 裝藥布置示意圖3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)爆炸法消除應(yīng)力快速簡(jiǎn)便，能耗低，價(jià)廉，且不受構(gòu)件和設(shè)備限制，越是大中型復(fù)雜構(gòu)件，越是特殊鋼種，越能發(fā)揮其優(yōu)越性，尤其是再熱裂紋敏感材料。5.3.3特點(diǎn)與用途該方法消除殘余應(yīng)力，但消耗了金屬材料的部分塑性，因此對(duì)于低溫和動(dòng)載下使用的構(gòu)件要慎重選用。據(jù)報(bào)道，消除厚度可達(dá)70mm（厚板可采用雙面爆炸），可減小殘余應(yīng)力峰值60%。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)振動(dòng)焊接工藝又稱(chēng)振動(dòng)調(diào)制焊接，它既能提高焊縫質(zhì)量，又可減小焊接變形和焊接應(yīng)力

53、，是目前國(guó)內(nèi)外正在研發(fā)的新技術(shù)。振動(dòng)焊接是指在焊接過(guò)程中，根據(jù)不同構(gòu)件施加不同參數(shù)的機(jī)械振動(dòng)，即在振動(dòng)條件下焊接。如圖4-13和圖4-14 5.4 振動(dòng)焊接工藝 圖4-13 焊接順序圖4-14 激振器與焊縫的相對(duì)位置3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)振動(dòng)對(duì)焊縫液態(tài)金屬流動(dòng)的鋪展作用及其內(nèi)部氣體及氧化雜質(zhì)的上浮驅(qū)動(dòng)作用，使焊縫缺陷減少。5.4.1 振動(dòng)焊接對(duì)焊縫和熱影響區(qū)質(zhì)量的影響 5.4.2 振動(dòng)對(duì)焊接變形和焊接應(yīng)力的影響 冷卻固化初始，振動(dòng)對(duì)收縮滑移的推動(dòng)作用，使焊接變形減少 振動(dòng)對(duì)結(jié)晶過(guò)程的催化成核及晶粒生長(zhǎng)的干擾作用，使焊接接頭的焊縫組

54、織和熱影響區(qū)粗晶區(qū)的組織細(xì)化。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)振動(dòng)對(duì)滑移的振動(dòng)作用及件隨振動(dòng)時(shí)效效應(yīng)，促進(jìn)接頭內(nèi)部勢(shì)能松弛，焊接殘余應(yīng)力峰值下降。5.4.3 工程試驗(yàn) 對(duì)90mm厚板對(duì)接平板采用不同加速度時(shí)，應(yīng)力的變化。如圖4-15（式中g(shù)= ） 圖4-15 90mm厚板的振動(dòng)焊接殘余應(yīng)力測(cè)量結(jié)果3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)對(duì)Q235鋼進(jìn)行振動(dòng)焊接試驗(yàn)有如下效果：(1)減少縱向拉伸殘余應(yīng)力分布寬度；(2)降低橫向殘余應(yīng)力，從780MPa60MPa；(3)降低焊接角變形量（對(duì)接降64%

55、，搭接降59%，T型街頭降50%）；(4)提高疲勞壽命1050%。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 5. 介紹幾種大型焊件消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)該方法工藝簡(jiǎn)便，特別適合在大型結(jié)構(gòu)上采用，有可能取代傳統(tǒng)熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效，可縮短生產(chǎn)周期，降低成本，對(duì)一些用時(shí)效工藝有困難的結(jié)構(gòu)，尤為重要。但該方法仍在研究和探索之中。因?yàn)樵谡駝?dòng)焊接的機(jī)理 和理論模型還缺乏研究，尤其焊接中構(gòu)件殘余應(yīng)力釋放規(guī)律還未完全掌握，因此工藝中的許多參數(shù)還不能完全量化。 5.4.4 特點(diǎn)與應(yīng)用1.焊接變形的種類(lèi) 2.影響焊接變形的因素3.焊接變形的估算與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)4.控制焊接殘余變形的措施5.焊接變形的矯正第三講 焊接變形的

56、控制與矯正 3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 綜 述 焊接是一個(gè)局部加熱的過(guò)程。焊接過(guò)程形成的熔池在加熱、熔化、凝固和冷卻過(guò)程中體積相應(yīng)變化。即局部膨脹和收縮，這種變化會(huì)引起焊件的變形。當(dāng)上述局部體積變化受到限制時(shí)，就會(huì)形成焊件的內(nèi)應(yīng)力。在焊后殘留在工件的變形和應(yīng)力稱(chēng)為殘余變形和殘余應(yīng)力。 焊接應(yīng)力與變形，從其產(chǎn)生原因看有共同之處，或者說(shuō)一致性，即都是由于焊接區(qū)局部收縮引起的。因而有時(shí)焊接變形的減小會(huì)使構(gòu)件隨焊接應(yīng)力的降低，如采用小規(guī)范焊接，厚板的多層焊，采用不加外力的反變形，長(zhǎng)焊縫的逆向分段焊等方法。3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 綜 述 但兩者有可能處于矛盾的狀態(tài)，如

57、焊接過(guò)程中用外力限制或工件自身剛度較大而不能自由收縮，使焊后工件變形很小，但此時(shí)內(nèi)部存在較大的焊接應(yīng)力。反之，焊接過(guò)程中讓工件盡量能自由收縮，則焊后工件變形大，此時(shí)焊接應(yīng)力卻較小。在采取消除措施時(shí)不能顧此失彼。 焊接變形直接影響焊件的性能和使用，對(duì)不同的變形應(yīng)采用不同預(yù)防措施和工藝手段進(jìn)行預(yù)防，必要時(shí)對(duì)產(chǎn)生變形的構(gòu)件進(jìn)行矯正。主要變形的種類(lèi)有以下7種形式：如圖1-11-73.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 焊接變形的種類(lèi)縱向收縮和橫向收縮變形 構(gòu)件焊后在沿焊接方向產(chǎn)生的收縮稱(chēng)為縱向收縮變形，在垂直焊縫方向產(chǎn)生的收縮稱(chēng)為橫向收縮變形。 圖1-13.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)

58、質(zhì)量 1. 焊接變形的種類(lèi)角變形 已稱(chēng)轉(zhuǎn)角變形 因焊縫端面近似為三角形（焊縫根部為三角形的頂，表面為底），可以認(rèn)為，焊縫根部的橫收縮極小，而焊縫表面的橫收縮量大得多，結(jié)果翹起一個(gè)角度。丁字接頭只焊一側(cè)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似情況，而使立板倒向施焊一側(cè)。圖1-23.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 焊接變形的種類(lèi)彎曲變形 亦稱(chēng)撓曲變形，彎曲變形是焊縫分布在結(jié)構(gòu)彎曲中心線以外一側(cè)造成的。在彎曲中心以外收縮，相當(dāng)于偏心加壓，產(chǎn)生附加彎曲力矩。離中心線越遠(yuǎn)，焊縫越多，彎曲越厲害。 圖1-33.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 焊接變形的種類(lèi)波浪變形 亦稱(chēng)失穩(wěn)變形。是工件剛性不足，局部失

59、穩(wěn)造成的。在薄板結(jié)構(gòu)中，當(dāng)焊縫收縮大于喪失穩(wěn)定的臨界壓縮量時(shí)會(huì)出現(xiàn)。在多塊版拼接大平板時(shí)，也由于多處角變形而引起波浪變形。圖1-43.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 焊接變形的種類(lèi)扭曲變形 亦稱(chēng)螺旋變形，是若干角變形在梁、柱等結(jié)構(gòu)上綜合作用的一種變形形式。圖1-53.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 1. 焊接變形的種類(lèi)錯(cuò)邊變形 焊接過(guò)程中，因兩板膨脹不一致，而可能產(chǎn)生的長(zhǎng)度或厚度方向的錯(cuò)邊。圖1-63.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 影響焊接變形的因素焊件變形大往往是由于焊縫布置的不對(duì)稱(chēng)引起的，表2-1是幾種焊縫不對(duì)稱(chēng)一起變形的例子。2.1 焊縫布置的對(duì)稱(chēng)性

60、影響3.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，保障本科教學(xué)質(zhì)量 2. 影響焊接變形的因素表2-1 焊縫處于不同位置時(shí)引起的變形焊縫不對(duì)稱(chēng)布置焊縫對(duì)稱(chēng)布置圖例說(shuō)明圖例說(shuō)明V型坡口，焊縫重心在結(jié)構(gòu)截面重心線上側(cè)焊后不但有縱向和橫向縮短，還有角變形，X型坡口焊縫對(duì)結(jié)構(gòu)截面重心線對(duì)稱(chēng)布置焊后主要引起結(jié)構(gòu)縱向和橫向的縮短兩塊寬度不等的鋼板拼接、焊縫位于結(jié)構(gòu)截面重心線(X-X軸)的上側(cè)，不對(duì)稱(chēng)焊后由焊縫縱向引起彎曲變形焊縫位于結(jié)構(gòu)截面重心線上焊后主要引起結(jié)構(gòu)縱向和橫向的縮短鋼板卷圓后進(jìn)行縱縫對(duì)接，焊縫在截面上對(duì)X-X軸不對(duì)稱(chēng)，位于上側(cè)。焊后由于焊縫縱向收縮引起彎曲變形兩片半圓瓦對(duì)接成圓筒，焊接對(duì)稱(chēng)布置。焊后主要產(chǎn)生縱向縮