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1、可编辑 2010 06 23 焊接应力及变形 BUHLER 焊接应力及变形 焊接过程中 焊缝被加热处于液态 相邻的金属加热到很高的温度 然后再快速冷却下来 各点处温度不同 冷却速度也不相同 在热胀冷缩和塑性变形的影响下 必将产生内应力 变形或裂纹 焊缝是靠一个移动的点热源加热 然后逐次冷却下来形成的 因此应力的形成 大小和分布状况较复杂 焊接应力的形成 2 B hler 焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能 承载能力大为降低 对于接触腐蚀性介质的焊件 应力腐蚀现象加剧 减少使用期限 假定整条焊缝同时形成 则应力分布如图4 5 3 B hler 对于承受重载的重要构件 压力容器等 焊接应力的防
2、止和消除 选择塑性好的材料 避免焊缝密集交叉 焊缝过长 截面过大 合理的焊接次序 图4 6a为正确 4 B hler 焊前预热 可减小温差 减少焊接应力较为效 采用小能量焊接方法 或焊后立即捶击 需较彻底地消除焊接应力时 焊后去应力退火 采用水压试验或振动法消除焊接应力 5 B hler 焊接变形 由焊接应力引起 变形种类 图4 7收缩变形角变形弯曲变形扭曲变形波浪变形 6 B hler 焊件产生变形主要由焊接应力引起的 预防焊接应力的措施对防止焊接变形有时是有效的 当对焊件的变形有较高的限定时 结构设计中应采用 对称结构或大刚度结构 焊缝对称分布结构 施焊中 采用反变形措施或刚性夹持方法 刚
3、性夹持不适于淬硬性较大的钢结构和铸铁件 7 B hler 8 B hler 焊接应力过大的严重后果是焊件 工件 产生裂纹 危害极大 对重要工件焊后应探伤 焊接裂纹与 焊接材料的成分 如硫 磷含量高 有关 和焊缝金属的结晶特点 结晶区间要小 有关 含氢量的多少有关 所以焊接中应 合理选材 采取措施减少应力 选用合理的焊接工艺 焊接参数 如 采用碱性焊条 小能量焊接 预热 合理的焊接次序等 9 B hler 焊接变形的种类与分布 1 总体变形 1 纵向及横向收缩 2 弯曲变形 3 扭曲变形 10 B hler 1 局部变形 11 B hler 2波浪变形 12 B hler 控制和减小焊接变形与残
4、余应力的措施 1 减少焊接量2 合理安排装配顺序 图5 8 5 9 5 10 3 合理安排焊接顺序与焊接方向 1 合理安排焊接顺序 图5 8 5 11 2 对称施焊 图5 12 3 焊缝分布不对称时先焊焊缝少的一侧 图5 13 4 分段焊 图5 14 4 反变形法 13 B hler 5 刚性固定法 1 将焊件固定在平台上 2 将两个焊件点固组合 3 利用夹具增加结构刚性 4 加临时支撑增加部件的局部刚性 四 焊后残余变形的矫正与应力消除1 残余变形的矫正 1 机械矫正法 2 火焰矫正法 14 B hler 焊后残余应力的消除 1 进行整体热处理 2 局部退火 3 推进式局部加热低温退火 图5 23 4 锤击法 15 B hler 焊接工字梁的装焊顺序 16 B hler 对接接头焊接顺序对变形的影响 17 B hler 火焰矫正 18 B hler 火焰矫正 19 B hler 火焰矫正 20 B hler
