第四課 減少焊接殘余應(yīng)力的措施

1、1,三、焊接殘余應(yīng)力對焊接結(jié)構(gòu)的影響,1.對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響2.對構(gòu)件加工尺寸精度的影響原因：焊件在不經(jīng)過焊后消應(yīng)力處理，內(nèi)部存在著相互平衡的應(yīng)力，當(dāng)進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，如切削掉焊件的一部分承受殘余應(yīng)力金屬，則焊件會重新變形（二次變形）以使殘余應(yīng)力重新分布來保持平衡，焊件不斷的切削，就會不斷的變形，加工精度難以保證。,2,3.對受壓桿件穩(wěn)定性的影響4.對結(jié)構(gòu)剛度、疲勞強(qiáng)度和應(yīng)力腐蝕開裂的影響應(yīng)力腐蝕原因：拉應(yīng)力和介質(zhì)、腐蝕共同作用下產(chǎn)生裂紋的一種現(xiàn)象，拉應(yīng)力越大，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的時(shí)間越早。,3,四、減少焊接殘余應(yīng)力的措施,1.設(shè)計(jì)措施其核心是合理、正確地布置焊縫。（1）減少焊縫數(shù)量在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的

2、前提下，應(yīng)盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，采用填充金屬少的坡口形式。（2）合理布置焊縫焊縫布置應(yīng)盡量避免過分集中、交叉以及出現(xiàn)三向復(fù)雜應(yīng)力等，焊縫與焊縫之間應(yīng)保持足夠的距離。,4,（3）采用剛性較小的接頭形式這樣可降低焊縫的拘束程度，使焊縫能自由地收縮。,5,2.工藝措施,（1）采用合理的裝配焊接順序基本原則：焊接平面上的焊縫時(shí)，應(yīng)使縱、橫向收縮都比較自由。具體方法是：先焊結(jié)構(gòu)中收縮量最大的焊縫，后焊收縮量小的角焊縫；先焊錯開的短焊縫，后焊直通長焊縫；先焊在工作時(shí)受力大的焊縫，后焊受力小的焊縫；焊接交叉焊縫時(shí)，應(yīng)保證交叉點(diǎn)部位不易產(chǎn)生缺陷，且剛性較小。簡單歸納為：先焊大，后焊?。幌群付?，后焊長。,6

3、,a.先焊大后焊小,7,b.先焊短，后焊長C.交叉焊縫,8,（2）縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差常用的方法有預(yù)熱法和冷焊法兩種。（3）降低接頭局部拘束度,9,（4）加熱“減應(yīng)區(qū)”法焊接時(shí)，加熱阻礙焊接區(qū)自由伸縮的部位，使之與焊接區(qū)同時(shí)膨脹和同時(shí)收縮，就可以減小焊接應(yīng)力，這種方法稱為加熱“減應(yīng)區(qū)”法，被加熱的部位稱為“減應(yīng)區(qū)”。選擇減應(yīng)區(qū)的基本原則是：選擇那些阻礙焊接區(qū)膨脹和收縮的部位作為“減應(yīng)區(qū)”，可用氣焊火焰加熱所選部位，如焊接縫隙處張開，則表示選擇正確。,10,五、消除焊接殘余應(yīng)力的方法,1.焊后熱處理法（PWHT）常用的PWHT有兩種方法：一種是整體熱處理，即將焊件整體放入爐中進(jìn)行熱處理

4、，這種方法一般可消除80%90%的焊接殘余應(yīng)力；另一種方法是局部熱處理，即對焊縫周圍局部區(qū)域進(jìn)行加熱，它只能降低殘余應(yīng)力峰值，不能完全消除殘余應(yīng)力。,11,（2）機(jī)械拉伸法通過機(jī)械拉伸，使焊接接頭拉伸殘余應(yīng)力區(qū)域產(chǎn)生拉伸塑性變形，卸載后降低焊接殘余應(yīng)力，一般適用于屈服比較小的塑性材料。（3）溫差拉伸法其基本原理與機(jī)械拉伸法相同。,12,（4）錘擊焊縫采用帶有小圓弧面的手錘或風(fēng)槍錘擊焊縫，使焊縫金屬延展，從而降低內(nèi)應(yīng)力。錘擊時(shí)力量要適中，使2mm范圍內(nèi)受到影響，避免因錘擊過重而產(chǎn)生裂紋，同時(shí)要注意避免在3004000C之間錘擊，以免出現(xiàn)藍(lán)脆。一般根部焊道不錘擊以免產(chǎn)生裂紋，蓋面焊道不錘擊以免影響焊縫美觀。（5）振動法即以振動產(chǎn)生的交變應(yīng)力對工件施加附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力疊加后達(dá)到或超過金屬材料的屈服點(diǎn)時(shí)，在工件內(nèi)部就會產(chǎn)生一定塑性變形，從而使焊接殘余降低或均勻化。這種方法設(shè)備簡單、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好，但振動參數(shù)不易選擇。,13,六、焊接殘余應(yīng)力的測定,1.切條法：將待測焊件劃分幾個(gè)區(qū)域，在各區(qū)待測點(diǎn)上貼應(yīng)變片或加工機(jī)械引伸計(jì)的標(biāo)距孔，然后測原始讀數(shù)，再切斷，然后在讀數(shù)。2.小孔法是應(yīng)力破壞性最小的一種，原理是：在應(yīng)力場中鉆一個(gè)小孔，應(yīng)力平衡受到破壞，鉆孔周圍的應(yīng)力重新調(diào)整，測得孔附近的應(yīng)變片的變化，可用彈性力學(xué)推算小孔處的應(yīng)力。,14,小結(jié)：