防止和減小焊接應(yīng)力的措施有哪幾種

防止和減小焊接應(yīng)力的措施有哪幾種?[

標(biāo)簽：焊接應(yīng)力,措施

]任時(shí)光匆匆流回答:2人氣:7提問時(shí)間:2011-01-0719:22答案利用錘擊焊縫區(qū)來控制焊接殘余應(yīng)力

焊后用小錘輕敲焊縫及其鄰近區(qū)域，使金屬展開，能有效地減少焊接殘余應(yīng)力。據(jù)

利用預(yù)熱法來控制焊接殘余應(yīng)力

構(gòu)件本體上溫差越大，焊接殘余應(yīng)力也越大。焊前對(duì)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)熱，能減小溫差和減慢冷卻速度，兩者均能減小焊接殘余應(yīng)力。

利用“加熱減應(yīng)區(qū)法”來控制焊接殘余應(yīng)力

焊接時(shí)，加熱那些阻礙焊接區(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，就能減小焊接應(yīng)力，這種方法稱為“加熱減應(yīng)區(qū)法”，加熱的部位就稱之為“減應(yīng)區(qū)”。

利

利用高溫回火來消除焊接殘余應(yīng)力

由于構(gòu)件殘余應(yīng)力的最大值通?？蛇_(dá)到該種材料的屈服點(diǎn)，而金屬在高溫下屈服點(diǎn)將降低。所以將構(gòu)件的溫度升高至某一定數(shù)值時(shí)，應(yīng)力的最大值也應(yīng)該減少到該溫度下的屈服點(diǎn)數(shù)值。如果要完全消除結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力，則必須將構(gòu)件加熱到其屈服點(diǎn)等于零的溫度，所以一般所取的回火溫度接近于這個(gè)溫度。

1、整體高溫回火將整個(gè)構(gòu)件放在爐中加熱到一定溫度，然后保溫一段時(shí)間再冷卻。通過整體高溫回火可以將構(gòu)件中80%~90%的殘余應(yīng)力消除掉，這是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛、效果最好的一種消除殘余應(yīng)力的方法。

回火時(shí)間隨構(gòu)件厚度而定，鋼按每毫米壁厚l~2min計(jì)算，但不宜低于30min，不必高于3h，因?yàn)闅堄鄳?yīng)力的消除效果隨時(shí)間迅速降低，所以過長(zhǎng)的處理時(shí)間是不必要的。

2、局部高溫回火只對(duì)焊縫及其局部區(qū)域進(jìn)行加熱消除殘余應(yīng)力。消除應(yīng)力的效果不如整體高溫回火，此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，常用于比較簡(jiǎn)單的、剛度較小的構(gòu)件，如長(zhǎng)筒形容器、管道接頭、長(zhǎng)構(gòu)件的對(duì)接接頭等焊接殘余應(yīng)力的消除。

利用溫差拉伸法來消除焊接殘余應(yīng)力

溫差拉伸法消除焊接殘余應(yīng)力的基本原理與機(jī)械拉伸法相同，主要差別是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區(qū)。

溫差拉伸法是在焊縫兩側(cè)各用一個(gè)寬度適當(dāng)?shù)难跻胰惭婧妇孢M(jìn)行加熱，在焊炬后面一定距離，用一根帶有排孔的水管進(jìn)行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動(dòng)。這就形成了一個(gè)兩側(cè)溫度高(峰值約為200℃)、焊接區(qū)溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側(cè)金屬受熱膨脹對(duì)溫度較低的區(qū)域進(jìn)行拉伸，這樣就可消除部分殘余應(yīng)力。據(jù)測(cè)定，消除殘余應(yīng)力的效果可達(dá)50%~70%。

利用振動(dòng)法來消除焊接殘余應(yīng)力

構(gòu)件承受變載荷應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值，經(jīng)過多次循環(huán)加載后，結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力逐漸降低，即利用振動(dòng)的方法可以消除部分焊接殘余應(yīng)力。一種大型焊件使用振動(dòng)器消除應(yīng)力的裝置。

振動(dòng)法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，時(shí)間比較短，沒有高溫回火時(shí)的氧化問題，已在生產(chǎn)上得到一定應(yīng)用。

裝飾通回答采納率:35.5%2011-01-0719:261焊接變形的控制措施

全面分析各因素對(duì)焊接變形的影響，掌握其影響規(guī)律，即可采取合理的控制措施。

1.1焊縫截面積的影響

焊縫截面積是指熔合線范圍內(nèi)的金屬面積。焊縫面積越大，冷卻時(shí)收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對(duì)縱向、橫向及角變形的影響趨勢(shì)是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時(shí)，坡口尺寸越大，收縮變形越大。

1.2焊接熱輸入的影響

一般情況下，熱輸入大時(shí)，加熱的高溫區(qū)范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區(qū)增大。

1.3焊接方法的影響

多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，CO2氣體保護(hù)焊最小。

1.4接頭形式的影響

在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件相同時(shí)，不同的接頭形式對(duì)縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對(duì)接焊。

1)表面堆焊時(shí)，焊縫金屬的橫向變形不但受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限于工件表面一定深度而使焊縫的收縮同時(shí)受到板厚、深度、母材方面的約束，因此，變形相對(duì)較小。

2)T形角接接頭和搭接接頭時(shí)，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。

3)對(duì)接接頭在單道(層)焊的情況下，其焊縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時(shí)坡口角度大，板厚上、下收縮量差別大，因而角變形較大。

雙面焊時(shí)情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時(shí)角變形也減小。

1.5焊接層數(shù)的影響

1)橫向收縮：在對(duì)接接頭多層焊接時(shí)，第一層焊縫的橫向收縮符合對(duì)接焊的一般條件和變形規(guī)律，第一層以后相當(dāng)于無間隙對(duì)接焊，接近于蓋面焊道時(shí)與堆焊的條件和變形規(guī)律相似，因此，收縮變形相對(duì)較小。

2)縱向收縮：多層焊接時(shí)，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時(shí)的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產(chǎn)生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成后都對(duì)下層焊縫形成約束，因此，多層焊時(shí)的縱向收縮變形比單層焊時(shí)小得多，而且焊的層數(shù)越多，縱向變形越小。

在工程焊接實(shí)踐中，由于各種條件因素的綜合作用，焊接殘余變形的規(guī)律比較復(fù)雜，了解各因素單獨(dú)作用的影響便于對(duì)工程具體情況做具體的綜合分析。所以，了解焊接變形產(chǎn)生的原因和影響因素，則可以采取以下控制變形的措施：

1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標(biāo)缺陷焊縫的前提下，盡可能采用較小的坡口尺寸(角度和間隙)。

2)對(duì)屈服強(qiáng)度345MPA以下，淬硬性不強(qiáng)的鋼材采用較小的熱輸入，盡可能不預(yù)熱或適當(dāng)降低預(yù)熱、層間溫度；優(yōu)先采用熱輸入較小的焊接方法，如CO2氣體保護(hù)焊。

3)厚板焊接盡可能采用多層焊代替單層焊。

4)在滿足設(shè)計(jì)要求情況下，縱向加強(qiáng)肋和橫向加強(qiáng)肋的焊接可采用間斷焊接法。

5)雙面均可焊接操作時(shí)，要采用雙面對(duì)稱坡口，并在多層焊時(shí)采用與構(gòu)件中和軸對(duì)稱的焊接順序。

6)T形接頭板厚較大時(shí)采用開坡口角對(duì)接焊縫。

7)采用焊前反變形方法控制焊后的角變形。

8)采用剛性夾具固定法控制焊后變形。

9)采用構(gòu)件預(yù)留長(zhǎng)度法補(bǔ)償焊縫縱向收縮變形，如H形縱向焊縫每米長(zhǎng)可預(yù)留0.5mm～0.7mm。

10)對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的扭曲，主要靠提高板材平整度和構(gòu)件組裝精度，使坡口角度和間隙準(zhǔn)確，電弧的指向或?qū)χ袦?zhǔn)確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構(gòu)件長(zhǎng)度方向一致。

11)在焊縫眾多的構(gòu)件組焊時(shí)或結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，要采取合理的焊接順序。

12)設(shè)計(jì)上要盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應(yīng)使焊縫位置盡可能靠近構(gòu)件的中和軸，并使焊縫的布置與構(gòu)件中和軸相對(duì)稱。

2焊接應(yīng)力的控制措施

構(gòu)件焊接時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)內(nèi)應(yīng)力，焊接后產(chǎn)生殘余應(yīng)力，并同時(shí)產(chǎn)生殘余變形，這是不可避免的現(xiàn)象。

焊接變形的矯正費(fèi)時(shí)費(fèi)工，構(gòu)件制造和安裝企業(yè)首先考慮的是控制變形，往往對(duì)控制殘余應(yīng)力較為忽視，常用一些卡具、支撐以增加剛性來控制變形，與此同時(shí)實(shí)際上增大了焊后的殘余應(yīng)力。

對(duì)于一些本身剛性較大的構(gòu)件，如板厚較大，截面本身的慣性矩較大時(shí)，雖然變形會(huì)較小，但卻同時(shí)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至產(chǎn)生裂紋。

因此，對(duì)于一些構(gòu)件截面厚大，焊接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，拘束度大，鋼材強(qiáng)度級(jí)別高，使用條件惡劣的重要結(jié)構(gòu)要注意焊接應(yīng)力的控制。控制應(yīng)力的目標(biāo)是降低其峰值使其均勻分布，其控制措施有以下幾種：

1)減小焊縫尺寸：焊接內(nèi)應(yīng)力由局部加熱循環(huán)而引起，為此，在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下，不應(yīng)加大焊縫尺寸和層高，要轉(zhuǎn)變焊縫越大越安全的觀念。

2)減小焊接拘束度：拘束度越大，焊接應(yīng)力越大，首先應(yīng)盡量使焊縫在較小拘束度下焊接，盡可能不用剛性固定的方法控制變形，以免增大焊接拘束度。

3)采取合理的焊接順序：在焊縫較多的組裝條件下，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和焊縫的布置，采取先焊收縮量較大的焊縫，后焊收縮量較小的焊縫；先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫，后焊拘束度較小而能自由收縮的焊縫的原則。

4)降低焊件剛度，創(chuàng)造自由收縮的條件。

5)錘擊法減小焊接殘余應(yīng)力：在每層焊道焊完后立即用圓頭敲渣小錘或電動(dòng)錘擊工具均勻敲擊焊縫金屬，使其產(chǎn)生塑性延伸變形，并抵消焊縫冷卻后承受的局部拉應(yīng)力。

但根部焊道、坡口內(nèi)及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側(cè)焊道不宜錘擊，以免出現(xiàn)熔合線和近縫區(qū)的硬化或裂紋。高強(qiáng)度