減少焊接變形與應力消除

Chapter2焊接變形與應力

Stressandreformofwelding本章重點：1.桿件的均勻加熱、冷卻過程的變形與應力2.長板條在不均勻溫度場作用下的變形與應力3.焊接殘余變形4.預防和矯正殘余變形的方法5.焊接殘余應力6.焊接殘余應力的調(diào)節(jié)及消除措施本章難點：1.桿件的均勻加熱、冷卻過程的變形與應力2.長板條在不均勻溫度場作用下的變形與應力3.焊接殘余變形4.焊接殘余應力3.1焊接應力與變形的基本概念

1.按應力的分布范圍2.根據(jù)結(jié)構(gòu)中的空間位置焊接應力產(chǎn)生的原因及分類1焊接應力產(chǎn)生的原因及分類23.根據(jù)應力與焊縫的相對位置4.根據(jù)應力產(chǎn)生、作用的時間5.根據(jù)應力形成原因

焊接變形產(chǎn)生原因及分類11.自由變形：當金屬物體溫度發(fā)生變化，或發(fā)生了相變，其尺寸和形狀就要發(fā)生變化，如果這種變化沒有受到外界的阻礙而自由的進行。單位長度的自由變形量：焊接變形產(chǎn)生原因及分類22.外觀變形：當金屬物在溫度變化過程中受到阻礙，不能完全的自由變形，把能表現(xiàn)出來的這部分變形，稱為外觀變形。3.內(nèi)部變形：把未表現(xiàn)出來的那部分變形，稱為內(nèi)部變形；

焊接殘余變形的基本類型

縱向橫向收縮變形角變形、彎曲變形和波浪變形桿件的均勻加熱和冷卻過程中的變形和應力

簡化假定：1.金屬材料的性參數(shù)是與溫度變化無關(guān)的參數(shù)2.金屬的相變溫度很高，不考慮組織應力3.材料屈服極限與溫度變化關(guān)系不同幟拘束模條件嬌下桿缸件均享勻加培熱、云冷卻扛時的淺變形畢和應懇力1.桿件器在無代拘束夠條件寧下桿博件均襲勻加屠熱、典冷卻杜時的熔變形切和應慈力2.桿件做在拘檔束條失件為憂均勻噸加熱寇、冷雕卻時本皆不狗能自至由變閑形的嘆變形笨和應拒力2.桿件喜在拘列束條雀件為好均勻仿加熱李、冷發(fā)卻時雷皆不拋能自型由變徹形的遼變形柄和應沫力2.桿件擔在拘沫束條偵件為劣均勻大加熱塘、冷皂卻時疾皆不逆能自矛由變揀形的天變形光和應夏力3.桿件嘉在拘指束條孟件為叼加熱欣時不品能自許由膨蓄脹，企冷卻秤時能跨自由宣收縮裕是的恰變形逆和應登力3.桿件毀在拘甲束條史件為亭加熱卻時不緞能自紙由膨停脹，逐冷卻巖時能驚自由飼收縮削是的伍變形婆和應銅力3.桿件追在拘此束條射件為五加熱乒時不積能自涉由膨歐脹，雹冷卻劇時能起自由性收縮虹是的飾變形叫和應說力3.長板鏟條（勇長寬裹比>>悔4~京5）在謙不均統(tǒng)勻溫書度場欄作用淚下變筋形和漸應力假定：1.單向價應力2.線熱滴源，蠅厚度肚方向撇上溫這度是割均勻徑的3.截面澇保持洪平面長板鐵條在犧中心矛加熱究引起喂的縱訂向收太縮變漁形和鎖應力長板犁條非擦對稱淚加熱挽引起灘的變直形和末應力長板貪條冷磁卻后上產(chǎn)生墨的殘雕余應禁力和芬變形殘余拌應力殿的分雅布是濾：焊港縫及添近焊蜜縫區(qū)漏域受彈到拉樸應力乎，常扎達以流后隨煤遠離版焊縫叫依次火是壓伍應力菠，拉錦應力弓，形寧成三光個正傷負相指間的嗎應力捷分布易區(qū)。4.焊接煎殘余白變形縱向鉛收縮饒變形樹及產(chǎn)懷生的怒彎曲食變形縱向絡(luò)收縮通變形眼結(jié)論縱向尺收縮笨量的盼計算1.單層幼焊的隸縱向費收縮敘量：F—構(gòu)件小截面退積L—構(gòu)件娃長度--焊縫烤截面海積2.多層闖焊的勻收縮慕量：焊接方法CO2焊埋弧焊手工焊材料低碳鋼低碳鋼奧氏體鋼K10.0430.071~0.0760.048~0.0570.076縱向肝引起遠彎曲拖變形到結(jié)論橫向輝收縮映變形傘及其呈產(chǎn)生勺的撓止曲變貧形對接粗接頭信橫向濤變形猾的實線驗數(shù)美據(jù)丁字煤接頭鼓及搭怕接接叉頭橫控向收艇縮橫向居收縮綿變形竭結(jié)論橫向援引起贏彎曲塌變形橫向界引起他彎曲虹變形怒與焊衛(wèi)縫到伏焊件護形心貝的距菌離成既正比角變普形1.焊縫德橫向族收縮珍引起諷的彎落曲角捕變形2.焊縫粉金屬惑收縮運引起妨的傾菠斜角伴變形對接透接頭剛角變赤形丁字妖接頭詢和搭碑接接緊頭的萌角變診形波浪翻變形原因：薄圓板在荒承受榴壓應貪力，惡當其日中的按壓應妻力達養(yǎng)到-臨界輝應力炊，薄凈板將嫌出現(xiàn)攪波浪鎖變形瓦失去突承載旋能力遙，稱傭之為臉失穩(wěn)受。錯邊老變形原因：主即要是叨焊接我過程追中對吸接邊臨的熱草量不底平衡謀，裝繪配不斧善會慎造成乞錯邊5.預防賀和矯造正焊晌接殘煤余變海形的酬方法1.合理洗設(shè)計：1.選用聞對稱雀截面精的結(jié)御構(gòu)，瓶焊縫聽布置存對稱礙，在還設(shè)計雜時，置安排宜焊縫怠盡可叛能使朝焊縫陵對稱見于截莖面的湯中性殘軸1.合理攏設(shè)計2.合理膚的選堅擇焊掙縫的唉尺寸薯和形負式：在承保證抗結(jié)構(gòu)蟻的承舒載能站力的徒條件懶下，串盡量敗采用帝較小蠅的焊絡(luò)縫尺含寸3.盡可厚能減明少焊鉆縫的浙數(shù)量：用臟型鋼接代替停鋼板占，用鏟斷續(xù)閑焊代尺替連塊續(xù)焊2.工藝子措施1.正確昂的確瓜定裝鞠配、墾焊接忌順序不正很確的腫裝配黎次序免：工毛字構(gòu)選件，跟先丁況字，大然后濾在裝香另一鴉塊蓋城板，浸焊后特仍有夕較大私的撓鑄度丁字工字正確發(fā)應該謀是，恥先點朵固成仙工字趣，然墨后焊膝接，六注意穿次序2.工藝話措施2.選擇島適當路的施早焊次紙序和持方向原則遷：反變由形法定義：構(gòu)提件在竿焊前飯預制據(jù)成與得變形歲方向嗽相反辮的變參形，紡這種半方法禁可以桑防止攝彎曲冤變形峰，和伏角變筒形。剛性合固定呼法在無才反變丸形的庫情況幟下，艷將構(gòu)崖件加階以固熟定來杏限制撿焊接后變形砍，（朝在焊粉法蘭陰盤上域），誘防止份角變濟形和損波浪紗變形瘡較好合理歷的選算擇焊峽接的悅方法銹和焊逆接規(guī)佛范選擇檔線能栽量較楊低的捐焊接踢方法非，采歌用多叔層焊國代替徑單層姑焊矯正蕩殘余恐變形乳的方濫法1.機械鉆矯正歐法：將勢變形當?shù)臉?gòu)盟件中蹄的尺露寸較應短的揚部分搬通過角機械誓力作筐用，慰使之咬產(chǎn)生戴塑性希延展莖變形誓，而考恢復倍和達加到形綢狀的隙要求管，可疏以利似用螺潮旋、升氣動粒、液備壓的約器具椒來加鬼外力矯正和殘余揚變形鏡的方慢法2.火焰賊矯正垃法：利梅用火疤焰加批熱時答產(chǎn)生像的局揭部壓活縮變悔形使藝較長篇部分忙在冷絞卻后洽縮短撓來消拘除變夜形（瓣不適管用于逆具有陪晶間故腐蝕升傾向握的不核銹鋼昂和淬瘡硬傾消向較半大的青鋼材哄）6.焊接殖殘余環(huán)應力焊接答殘余習應力展分布1.縱向朵應力討的分費布1.縱向供應力敗的分良布橫向雄應力香的分范布橫向桌應力晴的分皆布橫向招應力合的分耀布厚板諸中的帖殘余選應力陳分布封閉宰焊縫遮中的留殘余坐應力槍分布組織煎應力[相變喉應力]焊接答殘余排應力狂的影伙響1.對靜崇載強位度的騾影響2.對機搶械加嘗工精丟度的沸影響原因智：焊競件在氣不經(jīng)瓜過焊脾后消題應力牢處理回，內(nèi)尾部存近在著緞相互冬平衡凡的應篩力，炎當進姻行機共械加花工時初，如仇切削少掉焊國件的倚一部涌分承宋受殘礎(chǔ)余應材力金榮屬，糠則焊明件會暑重新袋變形灰（二它次變過形）演以使敲殘余榴應力飽重新獎分布獻來保你持平亂衡，蛇焊件殺不斷葵的切疫削，昂就會綱不斷首的變膛形，鈴加工巨精度票難以戒保證焊接閑殘余拴應力前的影乞響3對?？鍎趶娏穸鹊暮裼绊懀ㄑ袕椌坎慧櫟麎虺涮追郑?對應邁力腐磁蝕的零影響原因唱：拉想應力放和介騙質(zhì)、祝腐蝕露共同偏作用毅下產(chǎn)驢生裂慶紋的院一種梯現(xiàn)象謀，拉齒應力蘇越大抗，發(fā)證生應補力腐裹蝕開谷裂的滋時間代越早逗。5對結(jié)茫構(gòu)剛窮度的捐影響結(jié)論矮：在灑靜載績下，途焊件扯經(jīng)過支一次嶼加載釘，卸奮載后毛，以研后再瓶次加律載，杰只要幼其大識小不拜超過示前一瘡次，縮慧殘余共應力舍不再誰起作概用，僅外載消也不籠影響廚焊件跡內(nèi)部見殘余凳應力繞的分忠布7.焊接稻殘余羨應力證的調(diào)遷節(jié)及獨消除匪措施1.調(diào)節(jié)腥殘余甜應力趟的措疼施1.坑1設(shè)計植措施:設(shè)計生上減頓小焊話接應博力的跨核心假是正圾確布更置焊株縫，艷以避卷免應離力疊談加設(shè)計尿原則工藝遷措施工藝拾原則消除奇殘余豪應力偵的措巴施注：掃振動把法的毒優(yōu)點姑，從隨應力藝消除鉗效果堵看，字振動到法比鬧用同挎樣大挺小的延靜載醒拉伸柱效果半好，鍋且具投有設(shè)蛾備簡加單，吸價廉百，處規(guī)理成木本低豬，時澡間短菊，無生高溫祖回火填的金拼屬氧棕化問示題等渠優(yōu)點太。8.焊接炊殘余去應力俗的測超定1.應力賄測定就方法功的分淚類按其眼對結(jié)釘構(gòu)的扇是否擋破壞你來分按測脈試原伶理分應力惜釋放弱法原理：利趨用構(gòu)瀉件在府機加銹工后映應力疑部分湊釋放鼻，回方產(chǎn)生希變形繼來重雅新分稀布應貨力來矛達到晴平衡飄，利攜用應將力應求變關(guān)咬系來賄求出熄應力虧。屬哄于此客法的有切夜條法松，車膊削法晚，刨刮削法吧，套愿孔法疑，小?？追?。應力幟釋放殘法1.切條克法：將究待測鞭焊件廣劃分霜幾個蔥區(qū)域劫，在敵各區(qū)帶待測讀點上缸貼應梨變片嚴或加河工機服械引幸申計君的標英距孔修然后埋測原淋始讀澇數(shù)，熔然后丑切斷前，然向后在華讀數(shù)康根據(jù)可以感算出并應力甲。應力弱釋放沈法2.車削嚷法：此分