5.1.6焊接殘余應力和殘余變形

任務6焊接殘余應力和殘余變形《建筑鋼結構施工》地址：邢臺市信都區(qū)鋼鐵北路552號郵政編碼：054035任務5.1焊接連接構造設計學習單元5建筑鋼結構連接構造與施工詳圖設計01焊接殘余應力和殘余變形02焊接殘余應力和殘余變形對鋼結構影響03消除和減小焊接殘余應力和殘余變形措施焊接殘余應力和殘余變形1鋼結構的焊接過程是一個不均勻加熱和冷卻的過程。高溫處鋼材的膨脹和收縮要受到兩側溫度較低、脹縮較小的鋼材的限制，從而使焊件內部產生殘存應力并引起變形，此即通稱的焊接殘余應力和殘余變形。焊接殘余應力和殘余變形對鋼結構的影響2

常溫下對于具有較好塑性的鋼材，在靜荷載作用下，焊接殘余應力是不會影響結構強度的，但卻會降低它的剛度，影響構件的穩(wěn)定承載能力，降低疲勞強度。焊接殘余應力的影響焊接殘余應力和殘余變形對鋼結構的影響2

焊接殘余變形使結構構件不能保持正確的設計尺寸和位置，影響結構正常工作。嚴重時還可使各個構件無法安裝就位。焊接殘余變形的影響消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3焊接的位置要合理，焊縫的布置應盡可能對稱于構件重心，以減小焊接變形。焊縫尺寸要適當，在容許范圍內，可以采用較小的焊腳尺寸，并加大焊縫長度，使需要的焊縫總面積不變，以免因焊腳尺寸過大而引起過大的焊接殘余應力。焊縫過厚還可能引起施焊時燒穿、過熱等現(xiàn)象。設計方面消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3焊縫不宜過分集中，以防止焊接變形因受到嚴重約束而產生過大的焊接應力，甚至產生裂縫。消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3應盡量避免三相焊縫相交。因為在相交處往往形成三向拉應力場，使材料變脆。為防止三相焊縫相交，應使次要焊縫中斷而主要焊縫連續(xù)通過，如圖所示，梁的加勁肋切去一角，讓翼緣與腹板的連接焊縫穿過，避免與加勁肋連接焊縫相交。消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3對接焊縫的拼接處，當焊件的寬度或厚度不等時，應分別在寬度方向或厚度方向從一側或兩側做成不大于1/4的坡度以減少連接處的應力集中。當拉力垂直于受力板面時，要考慮板材有分層破壞的可能。垂直于板面?zhèn)鬟f拉力是不合理的。消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3要考慮施焊時，焊條是否易于到達。要注意施焊方便和可能，以保證焊縫質量。例如采用手工焊時，應保證焊接作業(yè)所要求的最小空間和適宜的焊條角度，盡量避免仰焊。消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3采用合理的施焊次序。制作加工方面消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3施焊前給構件以一個和焊接變形相反的預變形，使構件焊接后產生的焊接殘余變形與預變形相互抵消，以減小最終的總變形。消除和減小焊縫殘余應力和殘余變形的措施3對已經產生焊接殘余變形的結構，可局部加熱后用機械的方法進行矯正。對于焊接殘余應力，可采用退火法或錘擊法等措施來消除或減小。退火法是構件焊成后再加熱到600-650℃，然后慢慢冷卻，從而消除或減小焊接殘余應力；而錘擊法是焊接后，用鐵錘輕擊焊縫，可減小焊縫中部的約束，從而可減小厚度方向的焊接殘余應力。條件允許時，可在施焊前將構件預熱再行焊接，這樣可減少焊縫不均勻收縮和冷卻速度，是減小和消除焊接殘