消除焊接殘余應(yīng)力的措施

1、消除焊接殘余應(yīng)力的措施 1、概念與形成2、焊接殘余應(yīng)力的影響3、減小殘余應(yīng)力的措施4、消除殘余應(yīng)力的措施1、焊接殘余應(yīng)力的形成 概念：焊接后殘留在焊件內(nèi)部的應(yīng)力，叫做焊接殘余應(yīng)力。 形成：焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形、比容不同的組織變化等因素是產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的根本原因。 2、焊接殘余應(yīng)力的影響焊接殘余應(yīng)力會：焊接殘余應(yīng)力會： 影響加工尺寸精度；影響加工尺寸精度； 增加工件工作時的內(nèi)應(yīng)力，降低承載能力；增加工件工作時的內(nèi)應(yīng)力，降低承載能力； 還會引起裂紋，甚至造成脆斷；還會引起裂紋，甚至造成脆斷； 應(yīng)力的存在會誘發(fā)應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)力的存在會誘發(fā)應(yīng)力腐蝕裂紋。3、減小殘余應(yīng)力

2、的措施設(shè)計措施 減少焊縫數(shù)量 避免焊縫過于集中采用拘束度小的結(jié)構(gòu)形式工藝措施 采用合理的裝配焊接順序和方向 縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差 降低焊縫拘束度 加熱其他部位，使焊縫膨脹自由度加大，減少壓縮塑性變形。4、消除殘余應(yīng)力的措施 熱處理：熱處理：一方面高溫使得材料屈服極限下降，殘余應(yīng)力得一方面高溫使得材料屈服極限下降，殘余應(yīng)力得到釋放；另一方面材料在一定溫度下產(chǎn)生蠕變，使殘余應(yīng)力得到釋放；另一方面材料在一定溫度下產(chǎn)生蠕變，使殘余應(yīng)力得到松弛。到松弛。對重要焊接構(gòu)件先進行整體熱時效，然后在現(xiàn)場與其對重要焊接構(gòu)件先進行整體熱時效，然后在現(xiàn)場與其它構(gòu)件進行組合拼焊的工藝是建筑鋼結(jié)構(gòu)制造常采用的方

3、法。它構(gòu)件進行組合拼焊的工藝是建筑鋼結(jié)構(gòu)制造常采用的方法。其具有焊縫去氫、恢復(fù)塑性和消應(yīng)力三重功能。一般認為熱時其具有焊縫去氫、恢復(fù)塑性和消應(yīng)力三重功能。一般認為熱時效的消應(yīng)力效果為效的消應(yīng)力效果為40408080 機械拉伸：焊縫區(qū)受拉應(yīng)力，經(jīng)過拉伸產(chǎn)生機械拉伸：焊縫區(qū)受拉應(yīng)力，經(jīng)過拉伸產(chǎn)生塑性變形，松弛了殘余應(yīng)力。塑性變形，松弛了殘余應(yīng)力。 溫差拉伸：焊縫兩側(cè)加熱溫差拉伸：焊縫兩側(cè)加熱 錘擊焊縫：錘擊處產(chǎn)生延伸變形，抵消壓變錘擊焊縫：錘擊處產(chǎn)生延伸變形，抵消壓變 振動時效振動時效：振動產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力，與殘余應(yīng)力疊加可以超過振動產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力，與殘余應(yīng)力疊加可以超過屈服極限引起塑性變形，從而降低內(nèi)

4、應(yīng)力屈服極限引起塑性變形，從而降低內(nèi)應(yīng)力 其他：噴丸處理等其他：噴丸處理等振動時效振動時效是對構(gòu)件施加交變應(yīng)力，與構(gòu)件上的殘余應(yīng)力疊加達到振動時效是對構(gòu)件施加交變應(yīng)力，與構(gòu)件上的殘余應(yīng)力疊加達到材料的屈服應(yīng)力，發(fā)生局部的宏觀和微觀塑性變形；這種塑性變材料的屈服應(yīng)力，發(fā)生局部的宏觀和微觀塑性變形；這種塑性變形往往首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大處和構(gòu)件的應(yīng)力集中點，使這里形往往首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大處和構(gòu)件的應(yīng)力集中點，使這里的殘余應(yīng)力得以釋放，達到降低和均化殘余應(yīng)力的作用。應(yīng)用振的殘余應(yīng)力得以釋放，達到降低和均化殘余應(yīng)力的作用。應(yīng)用振動時效技術(shù)在我國已達動時效技術(shù)在我國已達2525年，相繼出臺三個技術(shù)標

5、準年，相繼出臺三個技術(shù)標準 。 盡管振動時效不具備去氫和恢復(fù)塑性的功能，但從尺寸盡管振動時效不具備去氫和恢復(fù)塑性的功能，但從尺寸穩(wěn)定性比較，已達到和超過熱時效的水平，振動時效是一種以消穩(wěn)定性比較，已達到和超過熱時效的水平，振動時效是一種以消應(yīng)力、提高尺寸穩(wěn)定性為目標的替代熱時效的先進工藝。盡管目應(yīng)力、提高尺寸穩(wěn)定性為目標的替代熱時效的先進工藝。盡管目前振動時效在建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用尚少，但根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)的載荷特前振動時效在建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用尚少，但根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)的載荷特點與施工要求，振動時效有可能成為今后建筑鋼結(jié)構(gòu)消應(yīng)力的主點與施工要求，振動時效有可能成為今后建筑鋼結(jié)構(gòu)消應(yīng)力的主流工藝之一。流工藝之一。

6、超聲沖擊與錘擊超聲沖擊消應(yīng)力技術(shù)由烏克蘭巴頓焊接研究所提出，近年引入我國，已在北京電視臺鋼結(jié)構(gòu)立柱上進行過試驗。超聲沖擊消應(yīng)力工藝的特點是：在超聲頻率（16KHz）下應(yīng)用束狀沖頭，在對焊趾和焊縫表面進行沖擊；試驗表明：超聲沖擊對一定深度的表層有消應(yīng)力的效果，在采用對焊道全覆蓋沖擊時，被沖擊的表面會形成壓應(yīng)力，對24mm 深度層消應(yīng)力效果可達3455。采用焊趾沖擊法，可以快速修復(fù)焊趾的缺陷，降低應(yīng)力集中。并伴隨其壓應(yīng)力區(qū)的作用可以在一定程度上降低焊趾邊未受沖擊焊縫的殘余應(yīng)力，下降率達19，對提高接頭的疲勞壽命有明顯作用。由于沖擊工藝處理的特點，僅可以用于沖擊工具可達的外表面，其工作效率約為1200mm2/min。沖擊工藝是以點接觸、壓應(yīng)力屈服為主要特征的“面效應(yīng)”型消應(yīng)力工藝，伴隨一定的振動時效效果，比較適合高拘束狀態(tài)短焊縫的局部處理。 爆炸法工藝將特種專用炸藥沿焊縫走向粘貼在焊縫附近。炸藥引爆后產(chǎn)生連續(xù)的沖擊波迫使結(jié)構(gòu)的峰值應(yīng)力區(qū)