焊接中級培訓(xùn)課件

1、焊接中級培訓(xùn)一、焊接的定義及分類1、焊接定義：通過加熱、加壓或加熱與加壓同時進(jìn)行的方法，加或不加填充材料，消除金屬材料表面不平和氧化膜，使兩金屬原子間達(dá)到晶格距離，形成的永久性連接的加工方法就是焊接。2、焊接分類：按焊接方法分為熔化焊、壓力焊、釬焊三大類。熔化焊：這一類焊接的特點(diǎn)是利用局部加熱的方法，將焊件的接合處加熱到熔化狀態(tài)，互相融合，冷凝后彼此結(jié)合在一起。常見的電弧焊、氣焊就屬于這一類。壓力焊：這一類焊接方法的共同特點(diǎn)是，在焊接時不論對焊件加熱與否都施加一定的壓力，使兩個接合面緊密接觸，促進(jìn)原子間的結(jié)合作用，以獲得兩個焊件間的牢固連接。電阻焊、摩擦焊就屬于這一類。釬焊：這一類焊接的特點(diǎn)是

2、采用比母材熔點(diǎn)低的材料做釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)但低于母材熔化的溫度（使母材仍保持為固態(tài)），利用液態(tài)釬料的潤濕作用填充間隙，與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)與被焊工件連接的一種方法。常見的焊接方法分類如下表所示：3、常見熔化焊有氣焊、手工電弧焊、埋弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、氬弧焊；常見壓力焊有電阻焊、摩擦焊。二、電弧焊的基礎(chǔ)知識1、電弧的產(chǎn)生焊接電弧是由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。它是電弧焊的熱源。2、電弧的實(shí)質(zhì)、電弧與電壓的關(guān)系、影響電弧穩(wěn)定的主要因素a)電弧的實(shí)質(zhì)：局部氣體的導(dǎo)電現(xiàn)象。電弧由陽極區(qū)、陰極區(qū)和弧柱區(qū)組成。b)電弧

3、與電壓的關(guān)系：電弧的長短與電壓有密切關(guān)系，電弧越長，電壓越高，在焊接過程中，一般使電弧長度約為焊條直徑的（0.51）倍，此時電壓約為16V25V。c)影響電弧穩(wěn)定的主要因素：除了操作因素外，影響電弧穩(wěn)定的主要因素大致可分為以下幾種：電源影響、焊條藥皮影響、焊區(qū)清潔度和氣流影響、磁偏吹的影響。3、電弧靜特性在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系稱為電弧靜特性，一般也稱伏安特性。其弧長不同，靜特性曲線的位置也不同。4、焊接電源的外特性在規(guī)定范圍內(nèi)，弧焊電源穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓的關(guān)系稱為焊接電源外特性。電源外特性有三種形式：即下降特性（陡降、緩降）、平

4、特性和上升特性。5、電弧動特性 對于一定弧長的電弧，當(dāng)電弧電流發(fā)生連續(xù)地快速變化時，電弧電壓與焊接電流瞬時值之間的關(guān)系稱為電弧動特性。6、焊接極性 電弧焊時，直流弧焊機(jī)正極部分放出的熱量較負(fù)極部分高，所以，如果焊件需要的熱量高，就選用正接法，反之，就選用反接法。所謂直流正接法，是將焊件接電源正極，電極（焊條、焊絲等）接電源負(fù)極的接線法；反接法是將焊件接電源負(fù)極，電極（焊條、焊絲等）接電源正極的接法。當(dāng)然，對交流電而言，沒有正、反接之說。三、焊條基礎(chǔ)知識1、焊條的分類焊條是由焊芯和藥皮組成的。在手工電弧焊過程中，焊條一方面起傳導(dǎo)電流和引燃電弧的作用；另一方面又作為填充金屬，與熔化的母材形成焊縫。

5、焊條按用途可以分為以下幾類：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條（如：A102焊條）、堆焊焊條（如D212焊條）、低溫鋼焊條、鑄鐵焊條（如Z308焊條）、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條等。2、碳鋼焊條型號表示法E ×× × ×焊條藥皮類型及采用的焊接電流種類0、1：全位置適用的焊接位置2：平焊、平角焊4：向下立焊熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為MPa表示焊條3、焊條的選用原則選用焊條是焊接準(zhǔn)備工作中很重要的一個環(huán)節(jié)。選用焊條時應(yīng)遵循以下基本原則：1）焊縫金屬的使用性能要求 對于鋼結(jié)構(gòu)焊件，在同種鋼焊接時，按

6、與鋼材抗拉強(qiáng)度等強(qiáng)的原則選用焊條；異種鋼焊接時，按強(qiáng)度較低一側(cè)的鋼材選用；不銹鋼焊接時，要保證焊縫成分與母材成分相適應(yīng)，進(jìn)而保證焊接接頭的特殊性能；對于承受動載荷的焊縫，則要選用熔敷金屬具有較高沖擊韌度的焊條；對于承受靜載荷的焊縫，只要選用抗接強(qiáng)度與母材相當(dāng)?shù)暮笚l就可以了。2）焊件的形狀、剛度和焊接位置等因素選用焊條 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛度大的焊件，由于焊縫金屬收縮時，產(chǎn)生的應(yīng)力大，則應(yīng)選用塑性較好的焊條，在選用時不僅要考慮力學(xué)性能，還要考慮焊接接頭形狀的影響，因?yàn)?，?dāng)焊接對接焊縫時，強(qiáng)度和塑性適中的話，焊接角焊縫時，強(qiáng)度就會偏高而塑性就會降低；對于焊接部位難于清理干凈的部件，選用氧化性強(qiáng)的，對鐵銹、

7、油污等不敏感的酸性焊條，更能保證焊縫的質(zhì)量。3）焊縫金屬的抗裂性 焊件剛度大，母材中碳、硫、磷含量偏高或外界溫度偏低時，焊件易出現(xiàn)裂紋，焊接時最好采用抗裂性能較好的堿性焊條。4）操作工藝性 焊接過程中，電弧應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形美觀，脫渣容易，而且適用于全位置焊接。為此，盡量選用酸性焊條，但是應(yīng)首先保證焊縫的使用性能和抗裂性的要求。5）設(shè)備和施工條件 在沒在直流電焊機(jī)的情況下，不能選用沒有特殊加穩(wěn)弧劑的低氫型焊條；當(dāng)焊件不能翻轉(zhuǎn)必須進(jìn)行全位置焊接時，則應(yīng)選用能適應(yīng)各種條件下空間位置焊接的焊條；在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行焊接時，除考慮加強(qiáng)通風(fēng)外，還要盡可能地避免使用低氫型焊條，因?yàn)檫@種焊條在焊接過程

8、中會產(chǎn)生大量的有害氣體和粉末。6）經(jīng)濟(jì)合理性 要同樣能保證焊縫性能的條件下，應(yīng)當(dāng)選用成體較低的焊條。如鈦鐵礦型的焊條成本比鈦鈣型焊條低得多，在保證使用性能的條件下，當(dāng)然應(yīng)選用鈦鐵礦型焊條。四、電阻點(diǎn)焊基礎(chǔ)知識1、電阻焊的物理本質(zhì)：電阻焊是靠強(qiáng)電流通過兩個被焊工件的接觸處產(chǎn)生的電阻熱及大量的塑性變形能并在壓力下形成接頭的焊接方法。2、熔核：在焊件貼合面上熔化金屬凝固后形成的金屬核。熔核大小以熔核直徑來度量，即垂直于焊點(diǎn)中心的橫截面上熔核的寬度。當(dāng)焊件厚度增加時，熔核直徑也應(yīng)相應(yīng)增加。3、壓痕：由于通電加壓，在焊件表面上所產(chǎn)生的與電極端部形狀相似的凹痕。焊件表面至凹痕底部的距離，叫壓痕深度。4、電

9、阻點(diǎn)焊質(zhì)量要求：1）一個好的焊點(diǎn)，在外觀上要求壓痕深度淺、平滑呈均勻過渡，無明顯凸肩或局部擠壓的表面皺起。2）不允許外表有環(huán)狀或經(jīng)向裂紋，表面不得有熔化或粘附的銅合金。3）從內(nèi)部看，熔核形成應(yīng)規(guī)則、均勻，熔核直徑應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的要求，核心內(nèi)部無貫穿性或超越規(guī)定值的裂紋，核心周圍無嚴(yán)重過熱組織及不允許的缺陷。5、電極頭端面尺寸：尺寸增大，接觸面增大，電流密度減小，散熱效果增強(qiáng)，熔核尺寸減小，焊點(diǎn)強(qiáng)度降低。6、電極壓力的選擇：。1）電極壓力：電阻點(diǎn)焊時通過電極施加在焊件上的壓力。2）選擇原則：隨著電極壓力的增大，接觸電阻和電流密度減少，導(dǎo)致發(fā)亮、加熱不足，焊點(diǎn)的熔核直徑減小，焊點(diǎn)強(qiáng)度下降，當(dāng)電極

10、壓力相當(dāng)大時，甚至不能形成焊點(diǎn)熔核。因此，在一定焊接電流和通電時間下，應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)碾姌O壓力值，才能保證焊點(diǎn)質(zhì)量。3）應(yīng)根據(jù)焊件的材質(zhì)和焊接參數(shù)來選定電極壓力。材料的高溫強(qiáng)度越高，所需的電極壓力越大，焊接規(guī)范越硬，電極壓力越大。7、焊接電流和通電時間的選擇：1）硬規(guī)范：在較短時間內(nèi)通以較大的焊接電流。2）軟規(guī)范：在較長時間內(nèi)通以較小的焊接電流。3）選擇原則：采用硬規(guī)范具有生產(chǎn)率高、焊點(diǎn)壓痕深度淺、電極壽命長、焊件變形小以及能焊接導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好的金屬等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對通點(diǎn)時間必須精確控制，否則時間的微小變化都有可能引起加熱不足或過燒等缺陷，其次，網(wǎng)絡(luò)電壓的瞬時變化對硬規(guī)范影響較大。在一般情況下，

11、適用于鋁合金、奧氏體不銹鋼、低碳鋼不等厚度的焊接。采用軟規(guī)范具有加熱平穩(wěn)、焊接質(zhì)量對規(guī)范參數(shù)波動的敏感性低、焊點(diǎn)強(qiáng)度穩(wěn)定、溫度場分布平緩、塑性區(qū)寬、在壓力的作用下易變形，可減少熔核內(nèi)噴濺、縮孔和裂紋傾向等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是易造成焊點(diǎn)壓痕深、接頭變形大、表面質(zhì)量差；電極磨損快、生產(chǎn)效率低、能耗大。適用于低合金鋼、可淬硬鋼、耐熱合金及鈦合金的焊接。8、焊接電流與電極壓力的匹配：以不產(chǎn)生噴濺為征。當(dāng)規(guī)范選在臨界噴濺時，可獲得最大熔核和最高拉伸載荷，同時，由于降低焊機(jī)的機(jī)械功率，提高了經(jīng)濟(jì)效率。9、電阻焊的優(yōu)、缺點(diǎn)是：接頭質(zhì)量高、輔助工序少、無需填加焊材及文明生產(chǎn)等特點(diǎn)。但其接頭質(zhì)量的無損檢測較困難、設(shè)備復(fù)

12、雜、維修困難和一次性投資大。五、常用碳鋼的分類及其焊接1、碳鋼的分類：1）碳素鋼按含碳量的多少可分為：低碳鋼（C0.25%）、中碳鋼（C=0.25%0.6%）、高碳鋼（C>0.6%）三類。C表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2）按照鋼中有害元素硫和磷的含量，可將碳素鋼分為：普通碳素鋼（硫含量S0.055%，磷含量P0.045%）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（硫含量S0.045%，磷含量P0.04%）、高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼含硫、磷及夾雜物最少（硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均0.035%）。2、焊接性的概念：材料在限定的施工條件下焊接成規(guī)定設(shè)計要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力，叫焊接性。焊接性受材料、焊接方法、構(gòu)件類型及使用要求四個因素的

13、影響。隨著含碳量的增加，碳鋼的焊接性逐漸變差。、低碳鋼的焊接工藝1)對有烘干要求的焊條，焊前要按規(guī)定進(jìn)行烘干。為防止產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷，焊前要清除待焊處的油、污、銹、垢。2)避免采用深而窄的坡口形式，以免出現(xiàn)夾渣、未焊透等缺陷。3)控制熱影響區(qū)的溫度，不能太高，其在高溫停留的時間不能太長，陰止造成晶粒粗大。4)盡量采用短弧施焊。短弧通常是指電弧長度為焊芯直徑的0.51倍。5)多層焊時，每層焊縫金屬的厚度不應(yīng)大于5mm，最后一層蓋面焊縫要連續(xù)焊完。6)應(yīng)針對不同的焊接位置采用不同的焊接電流。、中碳鋼的焊接工藝1)選用直徑較小的焊條，通常為3.24mm。2)焊接坡口盡量開成U型，以減少母材的熔入

14、量。3)焊后盡可能緩冷。4)焊接過程中，宜采用錘擊焊縫的方法減少焊接殘余應(yīng)力。5)采用局部預(yù)熱，坡口兩側(cè)加熱范圍為150200mm。6)焊接過程中，宜采取逐步退焊和短段多層焊法。7)采用直流反接電源。8)在焊條直徑相同時，焊接電流比焊接低碳鋼時小10%15%。、高碳鋼的焊接1)仔細(xì)清除焊件待焊處油、污、垢。2)采用小電流施焊，焊縫的熔深要淺。3)焊接過程中要采用引弧板和引出板。4)為防止產(chǎn)生裂紋，可采用隔離焊縫焊法。即先在焊接坡口上用低碳鋼焊條堆焊一層，然后再在堆焊層上進(jìn)行焊接。5）減少焊接應(yīng)力，在焊接過程中，可采用錘擊焊縫金屬的方法減少焊件的殘余應(yīng)力。3、碳當(dāng)量概念：把鋼中合金元素（包括碳）

15、的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量，叫碳當(dāng)量。它是衡量鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。鋼中的元素除C外，主要是錳（Mn）和硅（Si），其作用不及C強(qiáng)烈。低合金結(jié)構(gòu)鋼碳當(dāng)量的計算公式目前以國際焊接學(xué)會（IIW）所推薦的CE和日本的國家標(biāo)準(zhǔn)（JIS）所規(guī)定的Ceq應(yīng)用最為廣泛。CE（IIW）=C+Mn/6+(Cu+Ni)/6+(Cr+Mo+V)/5 (國際焊接學(xué)會推薦)Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (日本國標(biāo)規(guī)定)CE 主要適用于低碳調(diào)質(zhì)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。隨著CE值的增加，鋼材的焊接性變差，當(dāng)CE值大于0.40.6時，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時需要

16、采取預(yù)熱、后熱等一系列工藝措施。CE、Ceq均適用于含碳量偏高（C0.18）的低合金高強(qiáng)度鋼。六、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性及其主要焊接工藝1、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性主要取決于鋼中合金元素的含量，及鋼種強(qiáng)度級別。強(qiáng)度級別較低的，如300-400Mpa級，由于鋼中合金元素含量較少，其焊接性良好，接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強(qiáng)度級別提高，鋼的焊接性逐漸變差。主要表現(xiàn)在：熱影響區(qū)淬硬傾向增大、冷裂紋（延遲裂紋）增加、熱裂紋增加、粗晶區(qū)脆化。2、主要工藝措施1）預(yù)熱 是防止產(chǎn)生裂紋的主要措施，且有助于改善接頭性能。但會惡化勞動條件，使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，過高的預(yù)熱溫度會降低接頭韌性。2）焊接熱輸入的選擇

17、 含C低的熱軋鋼，由于冷裂及淬硬、脆化等傾向，焊接熱輸入可以對焊接熱輸入無嚴(yán)格限制；含碳量偏高的鋼種，為降低淬硬傾向，焊接熱輸入可以選擇稍大一點(diǎn)；對于含V、Ni、Ti的鋼種，為降低熱影響區(qū)粗晶脆化所造成的不利影響，應(yīng)選擇較小的焊接熱輸入。3）后熱及焊后熱處理 目的是使接頭中的氫逸出，防止產(chǎn)生延遲裂紋。3、Q345(16Mn)鋼的焊接工藝1）Q345(16Mn)鋼屬于碳素鋼，碳當(dāng)量CE為0.345-0.491，所以焊接性良好。淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫或大剛度、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時，需采取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱措施。焊件厚度/mm 預(yù)熱溫度/16 不低于-10時不預(yù)熱，-10以下預(yù)熱10015016-2

18、4 不低于-5時不預(yù)熱，-5以下預(yù)熱10015025-40 不低于0時不預(yù)熱，0以下預(yù)熱10015040 均預(yù)熱100150表2焊接Q345（16Mn）鋼的預(yù)熱溫度2）Q345（16Mn）鋼幾乎可用任何方法進(jìn)行焊接，焊條電弧焊應(yīng)選用E50型焊條。埋弧焊選用H08MnA焊絲配合HJ431（對接I型坡口）或H10Mn2A配合HJ431；厚板深坡口應(yīng)選用H08MnA配合HJ431七、奧氏體不銹鋼的焊接。當(dāng)鋼中Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18-25%、Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-20%時，便有穩(wěn)定奧氏體組織產(chǎn)生，這種鋼具有良好的耐腐蝕性能，稱為奧氏不銹鋼。奧氏體不銹鋼無磁性，經(jīng)淬火也不硬化，并且塑性和焊接性良好，是不銹鋼

19、中廣泛應(yīng)用的一種鋼。1、 奧氏不銹鋼的焊接性：如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Tb等具有良好的焊接性，常用的焊接方法都能焊接。C02焊由于強(qiáng)烈的氧化性，會使不銹鋼中的合金元素大量燒損，因而沒有得到推廣使用。2、 奧氏體不銹鋼的焊接方法：常用的有焊條電弧焊、埋弧焊和氬弧焊（包括富氬混合氣體保護(hù)焊）。3、 奧氏體不銹鋼的焊條電弧焊的工藝特點(diǎn)1） 焊條有酸性鈦鈣型（如A102）和堿性低氫鈉型（A107）兩大類，低氫鈉型抗裂性較高，但焊縫外表成形不如鈦鈣型焊條，抗腐蝕性也較差。鈦鈣型具有良好的工藝性能，可交直流兩用，生產(chǎn)中應(yīng)用普遍。2） 奧氏體不銹鋼熱導(dǎo)率小、線脹系數(shù)

20、大，焊后易產(chǎn)生較大變形，所以宜快速焊。3） 奧氏體不銹鋼的電阻率大，焊接過程中焊條藥皮易發(fā)紅，所以焊接電流應(yīng)比普通低合金焊條小10-20%，同時焊條長度也縮短。4） 坡口面及焊件表面的清理應(yīng)采用不銹鋼絲刷或銅絲刷，錘擊焊縫時宜用銅錘或包銅的錘，禁止用鐵錘錘擊。與焊件連接的焊接地線卡頭，應(yīng)采用不銹鋼制作。5） 焊前應(yīng)在坡口面兩側(cè)各涂一道100mm寬的石灰漿保護(hù)層，焊后將烘干的石灰和濺落物掃除干凈。否則會引起點(diǎn)腐蝕，影響不銹鋼表面的耐腐蝕性。6） 禁止在焊件表面隨意引弧、熄弧或任意焊接臨時支架、卡吊蘭環(huán)等，必要時可加引弧板。7） 接觸腐蝕介質(zhì)的焊縫應(yīng)盡可能最后焊接，避免焊縫的重復(fù)加熱，有利于提高與

21、腐蝕介質(zhì)接觸焊縫的耐蝕性。8） 增加焊接過程中的冷卻速度是提高奧氏體不銹鋼焊件抗蝕性的重要工藝措施。焊接時應(yīng)采用小電流、窄焊道、快速焊，施焊過程中不宜作橫向擺動，嚴(yán)格控制較低的道間溫度。9） 即使選用酸性焊條，最好也選用直流反接電源，因?yàn)榇藭r焊件是負(fù)極，溫度低、受熱少。10） 由奧氏體不銹鋼制造的壓力容器，焊縫表面不得有咬邊，因?yàn)樵谝н吿帟饝?yīng)力集中，導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕斷裂。11） 奧氏體不銹鋼壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)時，水中氯離子對容器有腐蝕作用，所以應(yīng)嚴(yán)格控制水中氯離子含量不超標(biāo)。如工廠水質(zhì)達(dá)不到要求時，水壓試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)立即將水排除干凈。12） 奧氏體不銹鋼壓力容器的生產(chǎn)場地應(yīng)與其它容器分開，

22、地面應(yīng)鋪設(shè)膠皮，防止材料表面碰傷，并且應(yīng)有專用設(shè)備，如卷板機(jī)等要單獨(dú)使用。4、奧氏體不銹鋼熔化極氬弧焊的工藝特點(diǎn)1）奧氏體不銹鋼采用熔化極氬弧焊時，若使用純氬氣，會引起一系列困難：a)液體金屬的粘度及表面張力較大，易產(chǎn)生氣孔，焊縫兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊；b)電弧陰極斑點(diǎn)不穩(wěn)定，會產(chǎn)生陰極漂移現(xiàn)象，焊縫成形很差。2）保護(hù)氣體宜采用氧化性混合氣體，即在純Ar中加少量O2或CO2氣體：a)厚板推薦射流過渡焊接，保護(hù)氣體成分為Ar98+O2 2，適用于平焊和橫焊；b)薄板推薦短路過渡焊接，保護(hù)氣體成分為Ar97.5+CO2 2.5，適用于全位置焊接。八、焊接應(yīng)力與變形焊接過程是對焊件的局部進(jìn)行高溫加熱使其達(dá)到

23、熔化狀態(tài)，隨后快速冷結(jié)晶而形成焊縫，因此在焊接構(gòu)件中就產(chǎn)生了焊后殘余變形應(yīng)力及金屬組織變化。焊接應(yīng)力與變形直接影響焊接結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量及使用性能，例如：焊件尺寸精度、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及耐腐蝕性能等。焊接應(yīng)力與變形過大時，不僅給產(chǎn)品制造工藝增加困難，而且會導(dǎo)致產(chǎn)品報廢造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。、焊接應(yīng)力1、內(nèi)應(yīng)力及焊接應(yīng)力在沒有外力的作用下，平衡于物體內(nèi)部的力，稱為內(nèi)應(yīng)力。常見的內(nèi)應(yīng)力有以下幾種：（1） 熱應(yīng)力 又稱為溫度應(yīng)力。是由于不均勻加熱及冷卻過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力，它與加熱溫度及加熱的不均勻程度、焊件的剛度以及熱物理性能有關(guān)。（2） 相變應(yīng)力 金屬發(fā)生相變時，由于體積發(fā)生變化而引起的應(yīng)。（3）

24、裝配應(yīng)力 在裝配或安裝過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。（4） 殘余應(yīng)力 當(dāng)構(gòu)件上承受局部載荷或經(jīng)受不均勻加熱時，都會在局部地區(qū)產(chǎn)生塑性應(yīng)變。當(dāng)局部外載撤去以后或熱源離去，構(gòu)件溫度恢復(fù)到原始的均勻狀態(tài)時，由于在構(gòu)件內(nèi)部發(fā)生了不能恢復(fù)的塑性變形，因而產(chǎn)生了相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，即為殘余應(yīng)力。（5） 瞬時應(yīng)力 焊接過程中焊件的熱應(yīng)力隨時間而變化應(yīng)力。此外，在焊接結(jié)構(gòu)中由于自身或外加拘束作用而引起的拘束應(yīng)力；以及在焊接接頭中擴(kuò)散氫在顯微缺口處聚集而形成的氫致局部應(yīng)力都稱為焊接應(yīng)力。按照焊接應(yīng)力在空間的方向可分為單向、雙向、三向應(yīng)力。薄板對接時，可以認(rèn)為是雙向應(yīng)力。大厚度焊件的焊縫、三個方向焊縫的交叉處以及存在裂紋、夾渣等

25、缺陷處通常出現(xiàn)三向應(yīng)力。三向應(yīng)力使材料的塑性降低、易導(dǎo)致脆性斷裂，是一種最危險的應(yīng)力狀態(tài)。2、焊接殘余應(yīng)力的調(diào)節(jié)在焊縫設(shè)計及焊接工藝方面采取相應(yīng)的措施可以調(diào)節(jié)內(nèi)應(yīng)力、降低殘余應(yīng)力的峰值。采用這些措施可以使內(nèi)應(yīng)力分布更為合理，避免在大面積內(nèi)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，因此，有利于消除焊縫裂紋等缺陷。（1） 在焊縫的設(shè)計方面應(yīng)量減少焊縫的數(shù)量及尺寸，采用填充金屬量少的坡口形式。（2） 焊縫的分布應(yīng)避免過分集中，焊縫之間應(yīng)保持足夠的距離，盡量避免三軸交叉焊縫。并且不把焊縫布置在工作應(yīng)力最嚴(yán)重的區(qū)域。（3） 采用剛度小的接頭形式，使焊縫能自由收縮。在殘余應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)當(dāng)避免幾何不連續(xù)性，避免應(yīng)；力集中。（4）

26、 采用合理的焊接順序及方向 先焊收縮量大的焊縫，使焊縫能自由收縮。 先焊工作時受力較大的焊縫，使內(nèi)應(yīng)力合理分布。 拼板時應(yīng)先焊錯開的短焊縫，再焊直通的長焊縫，使焊縫有較大的橫向收縮余量。 焊接平面上的焊縫時，應(yīng)使焊縫的收縮比較自由，尤其是橫向收縮更應(yīng)保證自由。對接焊縫的焊接方向，應(yīng)當(dāng)指向自由端。（5） 降低接頭的剛度：焊接封閉剛度較大的焊縫時，可以采用反變形法來降低接頭的剛度，以減小焊接殘余應(yīng)力。（6） 錘擊焊縫：焊后使用帶有小圓弧面的手錘或風(fēng)槍錘擊焊縫，使焊縫得到延展，從而降低應(yīng)力。外向錘擊應(yīng)保持均勻、適度、避免因錘擊過分而產(chǎn)生裂紋。（7） 局部加熱造成反變形：在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位加熱，使它產(chǎn)生

27、與焊縫收縮方向相反的伸長變形。在冷卻時，加熱區(qū)的收縮與焊縫的收縮方向相同，由于焊縫的收縮比較自由，從而減小了內(nèi)應(yīng)力。3、焊后消除內(nèi)應(yīng)力的方法（1）整體高溫回火（2）局部高溫回火（3）機(jī)械拉伸法：焊后以對焊接構(gòu)件加載，使具有較高拉伸殘余應(yīng)力的區(qū)域產(chǎn)生拉伸塑性變形，卸載后可使焊接殘余應(yīng)力降低。加載應(yīng)力越高，焊接過程中形成的壓縮塑性變形就被抵消得越多，內(nèi)應(yīng)力也就消除得越徹底。（4） 溫差拉抻法：在焊縫的兩側(cè)用可移動的火焰進(jìn)行加熱并跟蹤水冷，因此造就了兩側(cè)高，而焊縫區(qū)低的溫度場。兩側(cè)的金屬因受熱膨脹對溫度較低的焊縫區(qū)進(jìn)拉伸，并且產(chǎn)生拉伸塑性變形，抵消了部分焊接過程中產(chǎn)生的壓縮塑性變形。（5） 振動法：

28、利用振動產(chǎn)生的交變應(yīng)力來消除部分殘余應(yīng)力。、焊接變形1、焊接變形的種類（1）縱向收縮變形 構(gòu)件焊后在焊縫方向發(fā)生的收縮。（2）橫向收縮變形 構(gòu)件焊后在垂直于焊縫方向的收縮。（3）角變形 焊接以后，構(gòu)件的平面圍繞焊縫發(fā)生的角位移。（4）錯邊變形 焊接過程中，由于兩塊板材的熱膨脹不一致所引起的長度方向或厚度方向上的錯邊。（5）波浪變形 薄板焊件焊后最容易發(fā)生這種失穩(wěn)變形，形狀呈波浪狀。（6）撓曲變形 構(gòu)件焊后所發(fā)生的撓曲?？梢杂蓹M向或縱向變形所引起。（7）螺旋形變形 焊后在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的扭曲。2、焊接變形的控制與矯正（1）改進(jìn)焊縫設(shè)計盡量減少焊縫數(shù)量，在設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)時應(yīng)當(dāng)避免不必要的焊縫。盡量選用型

29、鋼、沖壓件代替焊接件，以減少筋板數(shù)量來減少焊接和矯正變形的工作量。合理選取焊縫形狀及尺寸 對于板厚較大以對接接頭應(yīng)選取X型坡口代替V型坡口，以減少熔敷金屬總量以減少焊接變形。對于不需要進(jìn)行強(qiáng)度計算的T形接頭，應(yīng)盡可能選取工藝上合理的最小焊角尺寸。采用斷續(xù)焊縫比連續(xù)焊縫更能減少變形。當(dāng)按設(shè)計計算確定T形接頭角焊縫時，應(yīng)采用連續(xù)焊縫，不應(yīng)采用與之等強(qiáng)度的斷續(xù)焊縫。并應(yīng)采用雙面連續(xù)焊縫代替等強(qiáng)度的單面連續(xù)焊縫，以減少焊角尺寸。對于受力較大的T形焊縫和十字接頭，在保證相同強(qiáng)度的條件下，應(yīng)采用開坡口有角焊縫。這樣比一般角焊縫可大大減少焊縫金屬、減少焊接變形。合理設(shè)計結(jié)構(gòu)形式及焊縫位置 設(shè)計結(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮焊

30、接工作量最小以及部件總裝時的焊接變形量最小。對于薄板結(jié)構(gòu)，應(yīng)選合適的板厚，減少骨架間距及焊角尺寸，以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、減少波浪變形。此外，還應(yīng)盡量避免設(shè)計曲線形結(jié)構(gòu)，因?yàn)槭褂闷矫娼Y(jié)構(gòu)可使固定狀態(tài)下的焊接裝備比較簡單，易于控制焊接變形。由于焊縫的橫向收縮比縱向收縮顯著，因此盡量將焊縫布置在平行于要求焊接變形量最小的方向。焊縫的位置應(yīng)盡量靠近截面中心軸，并且盡量對稱于該中心軸，以減少結(jié)構(gòu)的彎曲變形。（2）采取工藝措施反變形 焊前將焊件裝配成具有與焊接變形相反方向的預(yù)先反變形。反變形的大小應(yīng)與能抵消焊后的變形為準(zhǔn)。這種預(yù)制的反變形可以是彈性的、塑性的或彈塑性的。剛性固定 將構(gòu)件加以固定來限制焊接變形。對于剛度小的結(jié)構(gòu)，可以采用胎卡或臨時支承等措施，增加該結(jié)構(gòu)在焊接時的剛度，以減小焊接變形量。結(jié)構(gòu)的剛度越大，利用剛性固定法控制彎曲變形的效果較差，而對角變形及波浪變形較為有效。通常這種方法雖然可以減少焊接變形，但同時卻又增加了焊接應(yīng)力。選取合理的焊接方法和焊接參數(shù) 選取能量密度比較高的焊接方法，可以減小焊接變形。焊接熱輸入較小時可以減小焊接變形，但生產(chǎn)效率較低。采用跳焊、逐步退焊等措施可以控