焊接應力的控制及消除

焊接應力的控制及消除第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2.殘余應力對疲勞強度的影響在疲勞節(jié)段專門進行講解。3.殘余應力對機械加工精度的影響機械加工后，原內(nèi)應力的平衡打破，工件將產(chǎn)生變形。焊接殘余應力機械加工引起內(nèi)應力釋放和變形第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月4.殘余應力對受壓桿件的影響

波浪變形是構件由于內(nèi)應力產(chǎn)生構件局部失穩(wěn)造成。當桿件的長細比λ（大于150),失穩(wěn)臨界應力本來就低,或內(nèi)應力較低時,外載應力與殘余應力之和在失穩(wěn)之前未達到屈服極限,殘余應力對穩(wěn)定性不會產(chǎn)生影響。焊接殘余應力第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月當桿件的λ較小(小于30),相對偏心又不大（小于0.1），其失穩(wěn)臨界應力主要取決于桿件的全面屈服，內(nèi)應力也不致產(chǎn)生影響。對翼緣寬厚比較大的H型截面，壓縮殘余應力將降低翼緣的局部穩(wěn)定性。局部失穩(wěn)可能造成桿件整體失穩(wěn)。焊接殘余應力第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月5.殘余應力σ1對剛度的影響構件中存在與外力方向一致的殘余應力σ1，而σ1數(shù)值又達到屈服極限，則在外力作用下，剛度將降低，而且卸載后構件的原尺寸也不能復員。

6.殘余應力對應力腐蝕（開裂）的影響焊接接頭區(qū)域往往比其他部位的腐蝕速度快，就是因為該區(qū)域存在著較大的焊接殘余應力。在拉應力和腐蝕介質共同的作用下引起材料產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象稱為應力腐蝕。焊接殘余應力第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月四、減小焊接殘余應力的措施

1.設計措施:設計上減小焊接應力的核心：正確布置焊縫，以避免應力疊加。1）盡量減少結構上焊縫的數(shù)量和焊縫尺寸。2）避免焊縫過分集中，焊縫間應保持足夠的距離。焊接殘余應力3）采用剛性較小的接頭形式。容器接管焊接減小接頭的剛性措施第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月帶蓋板的雙工字梁結構焊接順序2.工藝措施1）采用合理的裝配焊接順序和方向。①在一個平面上的焊縫，焊接時，應保證焊縫的縱向和橫向收縮均能比較自由。拼接焊縫合理的裝配焊接順序②收縮量最大的焊縫應先焊。焊接殘余應力第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月③工作時受力最大的焊縫應先焊。焊接殘余應力對接工字梁的焊接順序④平面交叉焊縫焊接時，在焊縫的交叉點易產(chǎn)生較大的焊接應力。平面交叉焊縫的焊接順序第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接殘余應力⑤對接焊縫與角焊縫交叉的結構。2）預熱法。3）冷焊法。4）降低焊縫的拘束度。降低局部剛度減少內(nèi)應力第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接殘余應力

5）加熱“減應區(qū)”法。加熱“減應區(qū)”法示意圖第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月五、消除殘余應力的措施

注：振動法的優(yōu)點，從應力消除效果看，振動法比用同樣大小的靜載拉伸效果好，且具有設備簡單，價廉，處理成本低，時間短，無高溫回火的金屬氧化問題等優(yōu)點。焊接殘余應力第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月六、焊接殘余應力的測定

1.應力測定方法的分類按其對結構的是否破壞來分

按測試原理分焊接殘余應力第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月應力釋放法原理：利用構件在機加工后應力部分釋放，回產(chǎn)生變形來重新分布應力來達到平衡，利用應力應變關系來求出應力。屬于此法的有切條法，車削法，刨削法，套孔法，小孔法。焊接殘余應力第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月1.切條法：將待測焊件劃分幾個區(qū)域，在各區(qū)待測點上貼應變片或加工機械引申計的標距孔然后測原始讀數(shù)，然后切斷，然后在讀數(shù)根據(jù)可以算出應力。焊接殘余應力2.車削法： 此法多用于測圓柱零件堆焊后的殘余應力分布。切條法測殘余應力車削法測殘余應力第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月3.小孔法：是應力破壞性最小的一種，原理是：在應力場中鉆一個小孔，應力平衡受到破壞，鉆孔周圍的應力重新調整，測得孔附近的應變片的變化，可用彈性力學推算小孔處的應力。焊接殘余應力小孔法測內(nèi)應力4.套孔法：采用套料鉆或管形電火花加工環(huán)形孔來釋放應力，在孔內(nèi)預先貼上應變片，可以算出表面殘余應力，切削深度為[0.6-0.8]D，破壞性不大。套孔法測內(nèi)應力第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月X射線衍射法原理：晶體在應力的作用下，原子間距發(fā)生變化，其變化與應力大小成正比，當用X射線，以掠角入射到晶體表面時，如果能滿足2dSin=n，則X射線在反射方向因干涉而加強缺點：焊接殘余應力第16頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月磁性法：