如何减小焊接残余应力
钢结构焊接残余应力产生的原因
钢结构焊接残余应力产生的原因1. 概述钢结构焊接残余应力是指焊接过程中产生的应力，其主要原因有以下几个方面。
2. 材料本身的性质钢材具有较高的热导率和热膨胀系数，当焊接时，焊缝附近会受到高温热源的加热，导致局部区域温度升高。
由于热膨胀系数的差异，焊接区域与周围区域的线膨胀不一致，产生残余应力。
3. 焊接过程中的温度变化焊接过程中，焊缝区域会经历高温、中温和低温阶段的温度变化。
在高温阶段，焊缝区域受到热源的加热，温度升高，材料发生热膨胀。
在冷却过程中，焊缝区域受到快速冷却的影响，温度迅速下降，材料发生收缩。
这种温度变化导致焊接区域产生应力。
4. 焊接变形引起的应力焊接过程中，焊缝区域会发生热胀冷缩变形，导致焊接件产生塑性变形。
塑性变形会引起应力集中，从而产生残余应力。
5. 焊接过程中的约束焊接过程中，焊接件通常由多个部件组成，这些部件之间会存在约束。
约束会限制焊接件的自由变形，导致焊缝区域产生应力。
6. 焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择直接影响焊接过程中的温度变化和应力分布。
不合理的焊接工艺参数选择会导致焊接残余应力的产生。
7. 焊接残余应力的影响焊接残余应力对钢结构的性能和使用寿命有着重要的影响。
它可能导致焊接件的变形、开裂和疲劳破坏等问题。
7.1 变形焊接残余应力会引起焊接件的变形，导致尺寸偏差和形状不规则，影响钢结构的装配和使用。
7.2 开裂焊接残余应力会使焊接区域的应力超过材料的承受能力，导致开裂的产生。
开裂会降低钢结构的强度和耐久性。
7.3 疲劳破坏焊接残余应力会使焊接区域的应力集中，从而导致疲劳破坏的产生。
疲劳破坏是由于应力循环加载引起的，会减少钢结构的使用寿命。
8. 焊接残余应力的控制与消除为了减少焊接残余应力的影响，可以采取以下措施：8.1 合理选择焊接工艺参数合理选择焊接工艺参数，控制焊接过程中的温度变化和应力分布，减少焊接残余应力的产生。
8.2 采用预加热和后热处理通过预加热和后热处理，可以改变焊接区域的温度分布，减小焊接残余应力的大小。
焊接残余应力产生原因分析及消除方法
（2）运用三维模型装配仿真对打磨掉干涉区域后的前承力机匣和IGB机匣进行模拟装配，结果显示可实现装配；（3）实物装配IGB机匣与打磨后的前承力机匣，可顺利完成装配；（4）装配后的发动机在完成其原定试验计划后，未出现任何潜在问题。
通过三维装配仿真可有效地为设计及排故等提供有力的技术支持，节省由于设计等不合理带来的返工、时间以及其他成本的浪费。
5结语目前发动机装配分析主要是对比典型民用航空发动机装配顺序和装配路径，定性地判断整机装配性，无法准确判断实际装配情况。
通过三维仿真装配技术，在方案设计阶段，建立发动机装配仿真模型，进行三维静态、动态干涉检查，规划整机装配路径，可最大程度地暴露并提前解决装配过程存在的干涉问题，保证实际装配可行性，提高装配效率，节约成本。
［参考文献］[1]雷相波.虚拟装配的3D空间动作路径方法研究[J].电脑编程技巧与维护，2019（12）：79-80.[2]田富君，田锡天，耿俊浩，等.基于视点跟随的装配路径规划与干涉检查研究[J].中国机械工程，2011，22（15）：1810-1814.[3]邵毅，余剑峰，李原，等.基于VMap的装配路径规划研究与实现[J].西北工业大学学报，2001，19（1）：118-121.[4]SUN J K,YANG C Y,QIU H H.Assembly Process PlanningBased on Tri-dimensional Visual Platform[J].Applied Mechanics and Meterials,2014,644/645/646/647/648/649/ 650:4805-4808.[5]徐丽英.基于CATIA V5平台模型装配过程中的干涉分析[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年年会论文集，2007：161-169.[6]杨家军，苏昭群，张明丽，等.基于虚拟现实技术的机构干涉分析[J].湖北工业大学学报，2010，25（4）：1-3.[7]穆塔里夫·阿赫迈德，张年松，郑力.加工中心虚拟装配建模及装配干涉研究[J].现代制造工程，2002（9）：14-16.[8]郑轶，宁汝新，刘检华，等.交互式虚拟装配路径规划及优选方法研究[J].中国机械工程，2006，17（11）：1153-1156. [9]刘检华，宁汝新，万毕乐，等.面向虚拟装配的复杂产品装配路径规划技术研究[J].系统仿真学报，2007，19（9）：2003-2007.[10]刘检华，宁汝新，姚珺，等.面向虚拟装配的零部件精确定位技术研究[J].计算机集成制造系统，2005，11（4）：498-502.收稿日期：2018-05-17作者简介：王秋阳（1985—），女，湖北襄阳人，硕士，工程师，主管设计师，研究方向：发动机总体结构设计。
焊件消除应力的技术要求
焊件消除应力的技术要求
焊件在焊接过程中会经历高温和急剧的温度变化，这会导致焊件内部产生应力。
这些应力如果不加以消除，可能会导致焊件变形、裂纹甚至失效。
因此，焊件消除应力是非常重要的。
以下是焊件消除应力的技术要求：
1. 选择适当的消除应力方法：有多种方法可以消除焊件的应力，如自然时效、热时效、振动时效等。
选择适当的方法应根据焊件的材质、结构、尺寸、使用条件等因素进行考虑。
2. 控制加热温度和时间：对于热时效处理，应控制加热温度和时间，以避免过度加热导致材料性能下降。
一般来说，加热温度应略低于材料的回火温度，加热时间应根据焊件的尺寸和厚度进行调整。
3. 确保均匀加热：在进行热时效处理时，应确保焊件均匀加热，避免出现局部过热或过冷的情况。
这可以通过合理的加热设备和工艺参数来实现。
4. 进行振动时效处理：对于一些大型焊件，振动时效处理是一种有效的消除应力方法。
在进行振动时效处理时，应选择适当的振动频率、振幅和振动时间，以达到最佳的消除应力效果。
5. 检验消除应力效果：在消除应力处理后，应进行应力测试或其
他检验方法，以确保应力已得到有效消除。
焊件消除应力是保证焊件质量和可靠性的重要措施。
在进行消除应力处理时，应根据具体情况选择适当的方法，并严格控制工艺参数，以确保消除应力的效果。
钢结构的焊接残余应力与消除方法
钢结构的焊接残余应力与消除方法摘要：钢结构在焊接的过程中，经常会有焊接参与应力的存在，这会对其总体的施工质量及使用质量产生一定的影响，为了消除这种焊接残余应力，要对其形成原因及影响因素进行分析，在此基础上提出相关的消除措施，本文就针对此予以简单分析。
关键词：钢结构；焊接残余应力；消除在钢结构的施工过程中，其中一种非常重要的施工工艺就是焊接，这是一个非常复杂的过程，其中涉及到力学、冶金、传热、电弧物理等各个学科的，在进行钢结构的焊接时，为了保证其焊接质量及各种使用性能参数，对其焊接残余应力的产生原因进行分析，并提出相关的消除方法是非常必要的。
一、焊接残余应力的概念在进行钢结构中的相关构件的焊接时，会产生一定的内应力即焊接应力，而这种焊接应力的作用时间的长短是有一定的区别的，按照其作用时间的长短有焊接残余应力与焊接瞬时应力的区别，焊接瞬时应力的作用会在焊接之后的短时间内消失，而另一部应力会在焊接结束之后残留于构件之中，继续作用，这种焊接应力就是焊接残余应力。
二、钢结构焊接残余应力的产生原因通过试验分析发现，产生焊接残余应力的原因是多种多样的，对其主要的产生原因进行分析，可以得出以下几点：（1）焊接方法及焊接顺序的不合理会导致焊接残余应力的出现，尤其是对于一些焊接部位较多，焊接程序复杂的构建来说，采用不同的焊接顺序进行焊接，最终产生的焊接应力也是不尽相同的。
（2）焊接工艺参数设置不合理，在构件的焊接过程中，需要综合考虑构建的结构、材质、厚度等各种因素才能进行焊接方法的选择及焊接参数的设置，否则很容易在焊接的过程中形成凹坑、气孔、裂纹等缺陷。
（3）焊缝的位置及数量分布的不合理，如果在构件的焊接过程中具有较多的封闭焊缝，并且不同焊缝的疏密程度具有较大差别，甚至出现焊缝的相互交叉，这种现象的存在，很容易导致较大焊接残余应力的产生。
（4）焊缝的接头形式、尺寸等设计不合理，焊缝尺寸的大小与焊接应力的大小有着直接的关系，并且焊接间隙、焊接坡口形式、焊接零件之间的搭接方式等都会对焊接残余应力的大小产生直接的影响。
焊接残余变形和残余应力
一、现象和及其产生的原因
1、现象 焊件局部弯曲或翘曲。
a)
b)
c)
d)
e)
2、应力分布 焊接残余应力是一组自平衡应力。
3、产生原因 不均匀降温。
二、对结构的影响
1、降低结构刚度 压应力存在降低结构刚度、降低屈曲应力。
2、导致脆性破坏 发生三向应力。
3、发生焊接残余变形 引起附加内力，降低屈曲强度。
③ 式（3-37）、（3-38）说明
NVb
nv
d 2
4
f
b v
（3-37）
N
b c
d
t
f
b c
（3-38）
a) 螺栓承载力是Nvb和Ncb中之最小值，Nbmin 。 b) ∑t 取 a+b+c和d+e 之间的最小值。
N/3
a
N/3
b
N/3
c
d
N/2
e
N/2
c ) Nvb和Ncb计算式中的受剪面数nv ，上图中nv =4。
3.6 普通螺栓连接
一、普通螺栓连接的构造
1、螺栓的规格
(1)普通螺栓的形式为六角 头型。其代号用M和公称直 径数表示。如M16、M20等。
(2)常用螺栓直径为 d=16，20，24mm
(3)分为A级、B级和C级三种
(3)A级和B级为精制螺栓， 螺杆、螺孔加工精度高，制 作安装复杂，螺栓等级为8.8 级。很少用，已被高强度螺 栓代替。
N1xT N1Nx
2
N1yT N1yV
2
N
b m
in
例题3.10 试验算一受斜向拉力设计值F＝120kN作用 的C级普通螺栓练的的强度。螺栓M20，钢材Q235。
焊接残余应力的产生原因及控制方法的总结
焊接残余应力的产生原因及控制方法的总结摘要：焊接应力是焊接构件产生裂纹和变形的主要因素，对焊接质量影响较大。
因此，理解和掌握焊接残余应力的产生原因及控制方法，就显的非常重要。
本文对焊接残余应力的产生对结构的影响、焊接残余应力的预防及焊接残余应力的消除方法，进行了全面的归纳和总结，为学生能更好地理解和掌握焊接残余应力的相关知识，起到了一定的帮助作用关键词：焊接应力产生原因控制方法焊件在焊接过程中，由于受到了不均匀的局部加热和冷却，使焊件产生了不均匀的体积膨胀和收缩，导致焊件内部产生了焊接残余应力，而焊接残余应力又是产生裂纹和变形的主要因素。
因此，为让学生能够真正理解和掌握焊接残余应力产生的原因、焊接残余应力对焊件产生的影响及如何减少和消除焊接残余应力等内容，帮助学生为今后从事焊接工作打下良好的理论基础。
下面就焊接残余应力的相关知识，进行归纳和总结。
一、焊接残余应力的产生1、焊件在焊接过程中，其焊缝高温区的膨胀受到了周边低温区的限制与挤压，使高温区域产生局部压缩塑性变形，当焊件在冷却过程中，受到局部压缩产生塑性变形的金属由于不能自由收缩，而受到低温区的拉伸，这时，焊件中就产生了一个与焊件加热时产生的应力方向相反的应力，即焊接残余应力，又称温度应力。
2、焊缝在高温向低温的冷却过程中，焊缝金属会发生二次相变，这种二次相变，会引起金属材料组织的变化，从而产生体积的变化，在焊接接头区域产生了应力，又称相变应力。
3、在焊接过程中，如对焊件采用刚性固定，那么，焊接后焊件变形减少，但应力却增加。
反之，要使焊件残余应力减少，其变形量就要有一定的增加。
但焊接应力与变形在一定条件下，都将影响到焊件的质量。
所以，应力和变形要合理控制好。
4、焊接材料的屈服强度、导热系数、线膨胀系数、密度、比热容、焊件的形状与尺寸、焊接方法和焊接工艺等因素，对焊接残余应力的分布和大小都将产生较大的影响。
二、焊接残余应力对焊件结构产生的影响1、对焊件结构刚度产生的影响当焊件某个区域所受的应力达到屈服点时，这一区域部分的金属材料就会产生局部塑性变形，无法再承受外载荷，从而导致焊接结构的有效截面减少，使焊接结构的刚度降低。
焊接去应力方法研究
焊接去应力方法研究摘要：焊接由于节省大量的材料生产效率高，是制造业中主要的加工工艺之一。
但由于焊接应力对焊接结构质量造成诸多不利影响，因此，如何降低和消除焊接残余应力成为焊接领域的一个重要课题，人们也提出了多种消除和降低焊接残余应力的方法。
本文主要通过去应力方法的探讨，为焊接制造质量管控提供一些参考。
关键词：焊接应力；去应力引言随着焊接制造的普及，人们也研究提出一些去应力的方法，包括热处理法、锤击法、振动法、抛丸处理法、机械拉伸法、超声波冲击法等多种方法，有时多种方法结合使用。
1锤击法去应力采用锤击法适用于较长的焊缝和堆焊层。
焊缝金属在冷却时由于焊缝收缩时受阻而产生应力，这时趁着焊缝和堆焊层还在赤热的状态下用锤轻敲焊缝区，焊缝金属在迅速均匀的锤击下产生横向塑性伸展，使焊缝收缩得到一定补偿，从而使该部位的拉伸残余应力的弹性应变得到松弛，焊接残余应力即可部分消除。
锤击应在较高的温度下进行, 但应避开材料的蓝脆范围。
多层焊时，第一层和最后一层焊缝不用锤击，其余每层都要锤击。
第一层不锤击是为了避免产生根部裂纹，最后一层焊缝要焊接得较薄，以便消除由于锤击而引起的冷作硬化。
锤击法从原理上讲对防止应力腐蚀开裂是会有一定的抑制作用，在实际压力容器制造中应用的比较广泛。
但是由于在实践操作过程中没有量化指标和较严格的操作规程，受人为操作因素影响较大，加上对比使用的验证工作不够，始终未被现行标准所采用，无法作为消除应力的最终处理，目前大多作为焊接过程中的应力松弛手段，也可用于难于进行热处理的奥氏体不锈钢焊接中。
2 热处理去应力将容器加热到550~ 650 摄氏度, 最高不能超过材料的相变点或钢材自身的回火温度，保温一段时间后缓慢冷却的过程。
当钢材的温度升高时，其屈服强度下降，这样原有的弹性应变会成为塑性应变，从而使应力松弛。
消除应力热处理质量的好坏关键在于对加热温度、保温时间、以及温度的均匀性，等工艺参数进行控制。
热处理的温度越高，保温时间越长，应力消除得越彻底。
减少焊接残余应力的方法
减少焊接残余应力的方法焊接残余应力是焊接过程中产生的一种应力，它会对焊接结构的性能和使用寿命产生不利影响。
为了减少焊接残余应力，保证焊接结构的质量和可靠性，我们可以采取以下几种方法：1. 控制焊接参数焊接参数的选择对焊接残余应力有重要影响。
在进行焊接前，需要对焊接材料的性质进行全面了解，选择合适的焊接电流、电压和速度等参数。
通过控制焊接参数，可以减少焊接过程中的热输入，从而减小焊接残余应力的产生。
2. 采用预热和后热处理预热是指在进行焊接前，提前对焊接部位进行加热处理。
通过预热可以改变焊接部位的组织结构，减少焊接时的热应力，从而减少焊接残余应力的产生。
后热处理是指在焊接完成后，对焊接部位进行加热或冷却处理。
通过后热处理可以改变焊接部位的组织结构，缓解残余应力，提高焊接结构的抗应力能力。
3. 采用合适的焊接顺序焊接顺序的选择对焊接残余应力的分布有重要影响。
通常情况下，应先进行低应力的焊接，再进行高应力的焊接。
这样可以有效地减少焊接残余应力的积累，降低焊接结构的应力水平。
4. 采用适当的焊接方式不同的焊接方式对焊接残余应力的产生有不同的影响。
例如，TIG 焊接比MIG焊接产生的残余应力要小。
因此，在焊接过程中应选择合适的焊接方式，以减少焊接残余应力的产生。
5. 采用适当的焊接接头形式焊接接头的形式对焊接残余应力的分布和大小有重要影响。
一般情况下，采用U型接头或V型接头可以降低焊接残余应力的产生。
此外，还可以采用适当的补偿接头结构，以减少焊接残余应力的影响。
6. 采用适当的焊接填充材料焊接填充材料的选择对焊接残余应力的产生有一定的影响。
一般情况下，选择与基材相似的焊接填充材料可以减小焊接残余应力的产生。
此外，还可以选择具有较低热膨胀系数的填充材料，以减少焊接残余应力的影响。
7. 采用适当的焊接工艺焊接工艺的选择对焊接残余应力的产生有重要影响。
在进行焊接时，应选择合适的焊接工艺，尽量避免焊接过程中的过热和过冷。
焊接接头的应力松弛及残余应力分析
焊接接头的应力松弛及残余应力分析焊接接头是工程中常见的连接方式之一，它通过熔化金属填充接头间隙，使接头部分形成一个整体，从而达到连接的目的。
然而，焊接过程中会产生应力，这些应力可能会导致接头的应力松弛和残余应力的产生。
本文将对焊接接头的应力松弛及残余应力进行分析。
一、焊接接头的应力松弛焊接接头的应力松弛是指焊接后接头内部的应力逐渐减小的过程。
焊接时，由于热量的作用，接头内部的金属会发生膨胀，形成应力。
随着焊接过程的结束，接头开始冷却，金属会收缩，从而产生应力松弛的现象。
应力松弛对焊接接头的影响是多方面的。
首先，应力松弛会导致接头的变形，使接头的尺寸和形状发生变化，从而影响接头的使用性能。
其次，应力松弛还可能导致接头的疲劳寿命降低，使接头容易发生疲劳断裂。
因此，在焊接接头的设计和制造过程中，应力松弛的控制是非常重要的。
二、焊接接头的残余应力焊接接头的残余应力是指焊接后接头内部仍存在的应力。
焊接过程中，由于金属的膨胀和收缩，接头内部会形成复杂的应力分布。
随着焊接过程的结束，金属冷却后，部分应力会被释放，但仍有一部分应力无法完全消除，形成残余应力。
残余应力对焊接接头的影响也是非常严重的。
首先，残余应力会导致接头的变形，使接头的尺寸和形状发生变化，从而影响接头的使用性能。
其次，残余应力还可能导致接头的开裂，使接头容易发生断裂。
三、焊接接头应力松弛和残余应力的分析方法为了准确分析焊接接头的应力松弛和残余应力，需要借助一些分析方法。
常用的方法包括有限元分析和试验分析。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将接头划分为多个小单元，建立接头的数学模型，利用有限元法求解接头内部的应力分布。
这种方法可以较为准确地预测接头的应力松弛和残余应力。
试验分析是通过实验手段来分析接头的应力松弛和残余应力。
常用的试验方法包括应力松弛试验和残余应力测量试验。
应力松弛试验可以通过对焊接接头施加一定的载荷，观察接头的变形情况，从而分析应力松弛的程度。
减少焊接残余应力的方法
减少焊接残余应力的方法焊接是一种常用的金属连接方法，但在焊接过程中会产生残余应力，这可能会导致焊接件的变形和破裂，影响焊接接头的质量和使用寿命。
为了减少焊接残余应力，以下是一些常用的方法：1. 控制焊接过程温度：焊接过程中的温度变化是产生焊接残余应力的主要原因之一。
因此，控制焊接过程中的温度是减少焊接残余应力的关键。
可以采用预热和后热处理的方法来控制焊接过程中的温度。
预热可以使焊接接头达到均匀的温度分布，减少温度梯度，减少残余应力的产生。
后热处理可以通过使焊接接头慢慢冷却，减少温度梯度，从而减少残余应力的产生。
2. 使用适当的焊接序列：焊接序列是指焊接过程中焊接顺序的安排。
合理的焊接序列可以减少焊接残余应力的产生。
一般来说，焊接顺序应从中心向外部进行，从而逐渐均匀地释放焊接接头的应力。
3. 采用适当的填充材料：填充材料的选择也会影响焊接残余应力的产生。
一些填充材料具有较高的热导率和热膨胀系数，可以减少焊接区域的温度梯度，从而减少残余应力的产生。
4. 合理设计焊接接头：合理设计焊接接头可以减少焊接残余应力的产生。
例如，可以采用适当的焊接角度和形状，使焊接接头的应力分布均匀，减少残余应力的集中。
5. 使用适当的支撑和夹具：在焊接过程中使用适当的支撑和夹具可以减少焊接接头的变形，从而减少残余应力的产生。
支撑和夹具可以提供额外的支持和约束，使焊接接头保持稳定。
6. 控制焊接速度：焊接速度也是影响焊接残余应力的重要因素。
过快的焊接速度会导致焊接区域温度梯度较大，从而增加残余应力的产生。
因此，控制焊接速度是减少焊接残余应力的关键。
7. 采用适当的焊接方法：不同的焊接方法会产生不同的残余应力。
选择适当的焊接方法可以减少焊接残余应力的产生。
例如，激光焊接和电弧焊接相比，激光焊接具有更小的热输入和热影响区域，可以减少残余应力的产生。
通过以上方法，可以有效减少焊接残余应力的产生，提高焊接接头的质量和使用寿命。
在实际应用中，还应根据具体情况选择适当的方法，以达到最佳的减少焊接残余应力的效果。
焊接残余应力的消除方法详解-精
焊接残余应力的消除方法焊接残余应力是焊接技术带来的一个几乎无法避免的缺陷，其危害众所周知。
当焊接造成的残余应力会影响结构安全运行时，还需设法消除焊接残余应力，改善焊接接头的塑性和韧性，以提高焊件结构性能。
一、焊接的应力与应变：在接过程中，由于焊接件产生温度梯度，接头组织和性能的不均匀，就会在焊件内产生应力和应变。
焊后残留在焊件内的焊接应力就是焊接残余应力，它是没有外载荷作用时就存在的应力。
二、焊接残余应力的危害：焊接残余应力与外载荷产生的应力叠加，局部区域应力过高，使结构承载能力下降，引起裂纹和变形，使焊件形状和尺寸发生变化，需要进行矫形。
变形过大会因无法矫形而报废甚至导致结构失效。
三、减少焊接残余应力和变形的措施：①设计②焊接工艺如：➢尽量减少焊接接头数量➢相邻焊缝间应保持足够的间距➢尽可能避免交叉，避免出现十字焊缝➢焊缝不要布置在高应力区➢焊前预热等等四、焊后残余应力的消除方法消除焊接残余应力的方法有：热处理、锤击、振动法和预载法等。
1、热处理消除法焊后热处理是一种消除焊接残余应力常用的方法。
工程上我们主要用退火处理，退火温度越高、保温时间越长，消除焊接残余应力的效果就越好。
但是温度过高，使工件表面氧化比较严重，组织可能发生转变，影响工件的使用性能，存在弊端。
蠕变应力松弛理论为热处理消除焊接残余应力提供了另一条思路，工件在较低温度时会发生蠕变，材料内部的残余应力会因应力松弛而得到释放，只要保温时间足够长，理论上残余应力可完全消除。
在低温消除焊接残余应力时，材料的组织和性能变化甚微，几乎不影响材料的使用性能，而且低温处理材料表面的氧化和脱碳也比较小，这就可以在材料的力学性能和组织基本不变的情况下达到降低材料焊接残余应力的目的。
2、锤击消除法焊后采用带小圆头面的手锤锤击焊缝及近缝区，使焊缝及近缝区的金属得到延展变形，用来补偿或抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，使焊接残余应力降低。
锤击时要掌握好打击力量，保持均匀、适度，避免因打击力量过大造成加工硬化或将焊缝锤裂。
消除焊接残余应力的四种方法
消除焊接残余应力的四种方法杨延功焦启林【摘要】：正1.高温回火法消除焊接残余应力的高温回火分整体和局部两种方式。
(1)整体高温回火。
将整个焊件放在炉中加热到一定温度,然后保温一段时间再冷却。
同一种材料,回火温度越高、时间越长,残余应力消除得越彻底。
通过整体高温回火可消除80%～【关键词】：消除焊接残余应力高温回火温差拉伸消除残余应力消除应力回火温度液压试验机械拉伸法焊接结构具体方法【分类号】：TG407【正文快照】：1.高温回火法消除焊接残余应力的高温回火分整体和局部两种方式。
川整体高温回火。
将整个焊件放在炉中加热到一定温度，然后保温一段时间再冷却。
同一种材料，回火温度越高、时间越长，残余应力消除得越彻底。
通过整体高温回火可消除80%- 90%的残余应力，这是生产中应用最广1、自然时效2、热时效3、振动时效（目前用的最多的一种）振动时效的实质是以共振的形式给工件施加附加动应力，当附加动应力与残余应力叠加后，达到或超过材料的屈服极限时，工件发生微观或宏观塑性变形，从而降低和均化工件内部的残余应力，并使其尺寸精度达到稳定。
残余应力产生及消除方法残余应力产生：工件经机械加工后，其表面层都存在残余应力。
残余压应力可提高工件表面的耐磨性和受拉应力时的疲劳强度，残余拉应力的作用正好相反。
若拉应力值超过工件材料的疲劳强度极限时，则使工件表面产生裂纹，加速工件的损坏。
引起残余应力的原因有以下三个方面：( 一)冷塑性变形引起的残余应力在切削力作用下，已加工表面受到强烈的冷塑性变形，其中以刀具后刀面对已加工表面的挤压和摩擦产生的塑性变形最为突出，此时基体金属受到影响而处于弹性变形状态。
切削力除去后，基体金属趋向恢复，但受到已产生塑性变形的表面层的限制，恢复不到原状，因而在表面层产生残余压应力。
( 二)热塑性变形引起的残余应力工件加工表面在切削热作用下产生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此表层金属产生热压应力。
当切削过程结束时，表面温度下降较快，故收缩变形大于里层，由于表层变形受到基体金属的限制，故而产生残余拉应力。
消除残余应力的方法
消除残余应力的方法(金属)-—时效处理消除残余应力的方法(金属）-—时效处理金属工件（铸件、锻件、焊接件）在冷热加工过程中都会产生残余应力，残余应力值高者（单位为Pa）在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度、降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂，由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大的影响了构件的尺寸精度。
因此降低和消除工件的残余应力就十分必要了,特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的，由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。
目前的针对残余应力的不同处理方法有:自然时效方法和人工时效方法(包括热处理时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效)1、自然时效——适合：热应力（铸造锻造过程中产生的残余应力) 冷应力(机械加工过程中产生的残余应力）焊接应力（焊接过程中产生的应力)自然时效是最古老的时效方法。
它是把构件露天放置于室外，依靠大自然的力量，经过几个月至几年的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变化，给构件多次造成反复的温度应力。
再温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。
自然时效降低的残余应力不大，但对工件尺寸稳定性很好,原因是工件经过长时间的放置，石墨尖端及其他线缺陷尖端附近产生应力集中，发生了塑性变形,松弛了应力，同时也强化了这部分基体，于是该处的松弛刚度也提高了,增加了这部分材质的抗变形能力，自然时效降低了少量残余应力,却提高了构件的松弛刚度，对构件的尺寸稳定性较好，方法简单易行,但生产周期长。
占用场地大，不易管理，不能及时发现构件内的缺陷,已逐渐被淘汰。
2、热处理时效——适合：热应力(铸造锻造过程中产生的残余应力）冷应力（机械加工过程中产生的残余应力）焊接应力（焊接过程中产生的应力）热时效处理是传统的消除残余应力方法。
它是将构件由室温缓慢，均匀加热至550℃左右，保温4-8小时，再严格控制降温速度至150℃以下出炉.热时效工艺要求是严格的,如要求炉内温差不大于±25℃，升温速度不大于50℃/小时，降温速度不大于20℃/小时.炉内最高温度不许超过570℃,保温时间也不易过长，如果温度高于570℃，保温时间过长，会引起石墨化,构件强度降低。
焊接残余应力产生原因分析及消除方法
焊接残余应力产生原因分析及消除方法摘要：焊接应力即是在焊接结构时由于焊接而产生的内应力，它可以依据产生作用的时间被分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。
所谓焊接瞬时应力是指在焊接的过程中某一个焊接瞬时产生的焊接应力，它是会跟着时间的变化而发生变化的，而在焊接之后，某一个受到焊接的焊件内还残留的焊接应力被称为焊接残余应力。
关键词：焊接残余应力；原因；消除方法1产生焊接残余应力的原因之所以会产生焊接残余应力，主要是由于焊件在焊接的过程中所受到的加热是不均匀的。
按照焊接残余应力的发生来源，可将焊接残余应力分为直接应力、间接应力和组织应力三种。
（1）直接的焊接应力是焊接残余应力所产生的最主要的原因，它是受到不均匀的加热和冷却之后所产生的，根据加热和冷却时的温度梯度而发生变化。
（2）间接的焊接应力则是焊件由于焊前的加工状况造成的应力。
焊件在受到轧制和拉拔时会产生一定的残余应力。
间接的残余应力如果在某一种场合下叠加到焊接的残余应力上去，焊件受到焊接发生变形，也会将其影响附加到焊接残余应力上去。
而且，焊件一旦受到外来的某一种约束，产生相应的附加应力，也属于间接应力的范畴。
（3）组织应力也就是由相变造成的比容变化而产生的应力，它的产生是由于焊件的组织发生了变化。
虽说组织应力会由于含碳量和材料其他成分的不同而产生差异，但我们一般都会将其所产生的影响进行分析研究。
2焊接残余应力控制方法2.1焊接结构焊接是产生焊接残余应力的根本原因，减少焊缝数量和尺寸能有效减少焊接量，通过控制焊接量可有效减少应力。
在同等焊接强度下，焊缝尺寸较小的，其焊接残余应力较小。
应尽量避免多条焊缝在同一部位集中，焊缝距离过近时，焊缝间会产生耦合，形成复杂残余应力场，焊缝间距离一般应大于3倍板厚且不小于100mm。
应尽量采用刚度较小的焊接接头形式，其结构拘束度小，能够通过变形释放焊接应力，残余应力较小。
2.2焊接工艺结构组件拆分、焊前预热、焊接参数设置、焊接顺序等对焊接应力影响较大。
消除残余应力的方法
消除残余应力的方法(金属)——时效处理消除残余应力的方法(金属)——时效处理金属工件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中都会产生残余应力，残余应力值高者（单位为Pa）在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度、降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂，由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大的影响了构件的尺寸精度。
因此降低和消除工件的残余应力就十分必要了，特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的，由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。
目前的针对残余应力的不同处理方法有：自然时效方法和人工时效方法（包括热处理时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效）1、自然时效——适合：热应力（铸造锻造过程中产生的残余应力）冷应力（机械加工过程中产生的残余应力）焊接应力（焊接过程中产生的应力）自然时效是最古老的时效方法。
它是把构件露天放置于室外，依靠大自然的力量，经过几个月至几年的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变化，给构件多次造成反复的温度应力。
再温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。
自然时效降低的残余应力不大，但对工件尺寸稳定性很好，原因是工件经过长时间的放置，石墨尖端及其他线缺陷尖端附近产生应力集中，发生了塑性变形，松弛了应力，同时也强化了这部分基体，于是该处的松弛刚度也提高了，增加了这部分材质的抗变形能力，自然时效降低了少量残余应力，却提高了构件的松弛刚度，对构件的尺寸稳定性较好，方法简单易行，但生产周期长.占用场地大，不易管理，不能及时发现构件内的缺陷，已逐渐被淘汰。
2、热处理时效——适合：热应力（铸造锻造过程中产生的残余应力）冷应力（机械加工过程中产生的残余应力）焊接应力（焊接过程中产生的应力）热时效处理是传统的消除残余应力方法。
它是将构件由室温缓慢，均匀加热至550℃左右，保温4-8小时，再严格控制降温速度至150℃以下出炉。
热时效工艺要求是严格的，如要求炉内温差不大于±25℃，升温速度不大于50℃/小时，降温速度不大于20℃/小时。
减少焊接残余应力的措施
实例三：某航空航天设备的焊接残余应力控制
航空航天设备对焊接 质量和残余应力控制 的要求极高，需要采 取更为严格的措施进 行控制。
真空袋法：将设备放 置在真空袋中，利用 气压差将设备固定在 适当位置，以减少焊 接过程中产生的残余 应力。
计算机模拟分析：采 用计算机模拟软件对 焊接过程进行模拟， 预测残余应力的分布 和大小，以便采取相 应的措施进行控制。
锤击法：在焊接过程中对焊缝进行锤击 ，以释放部分残余应力。
刚性固定法：将桥梁结构固定在刚性平 台上，焊接后保持固定一段时间，以消 除部分残余应力。
焊接顺序优化：对桥梁的焊接顺序进行 精心设计，以减少焊接过程中产生的残 余应力。
反变形法：在焊接前对桥梁结构进行预 变形，以抵消焊接后产生的变形。
实例二：某压力容器的焊接残余应力控制
高温回火处理：在焊 接后对设备进行高温 回火处理，以消除部 分残余应力。
无损检测法：采用射 线、超声波等无损检 测方法对焊接后的设 备进行检测，以确保 其质量和安全性。
THANKS
感谢观看
射线检测
射线检测是一种常用的无 损检测技术，通过射线穿 透物体来检测焊缝内部的 结构和缺陷。
超声检测
超声检测利用高频声波在 物体中传播的特性，检测 焊缝内部的结构和缺陷。
磁粉检测
磁粉检测适用于检测铁磁 性材料的表面和近表面缺 陷，如裂纹、气孔等。
实时监控系统
实时应力监测系统
通过在焊接过程中实时监测应力变化，及时调整焊接工艺参数，以减少残余应 力。
热处理法：对焊接后的容器进行 热处理，以消除部分残余应力。
焊后热膨胀法：在焊接后对容器 进行局部热膨胀，以消除部分残 余应力。
压力容器在焊接过程中产生的残 余应力可能导致容器破裂或泄漏 ，因此需要采取措施进行控制。
如何控制和减小焊接构件的残余应力与变形
如何控制和减小焊接构件的残余应力与变形作者：储宪斌来源：《职业·中旬》2009年第07期金属结构在焊接过程中,由于受焊接材料、焊接方法、工作环境等因素的影响,再加上焊材受到局部加热而产生的不均匀温度场,极易产生焊接残余应力与变形。
焊接残余应力与变形如果得不到合理控制,就会使焊接产品质量下降,严重时还会出现裂纹,甚至产品报废。
一、焊接残余应力与变形的形式及产生原因金属构件在焊接过程中,由焊接热过程引起的应力和变形,就是焊接应力和焊接变形。
焊后,当焊件温度降至常温,残存与焊件中的应力成为焊接残余应力,焊件不能恢复的变形就成为焊接残余变形。
焊接残余应力主要有纵向应力和横向应力两种形式,其产生原因主要是焊接时构件受热不均匀造成的。
由残余应力造成的残余变形一般有以下几种形式:第一,纵向变形,由不同的温度场和残余应力造成的纵向缩短。
第二,横向变形,由不同的温度场和残余应力造成的横向缩短。
第三,弯曲变形,由于焊缝不在中性轴上造成的。
第四,扭曲变形。
焊件焊后两端绕中性轴相反方向扭转一个角度。
第五,角变形。
焊后构件两侧钢板离开原来位置翘起一个角度的变形。
第六,波浪变形。
一般在薄板焊接结构中产生,有两种原因:一种是薄板结构焊接时的纵向和横向压应力作用,使薄板失去稳定而造成波浪形的变形;另一种是由角焊缝的横向收缩引起的角变形。
二、影响焊接残余应力与变形的因素1.焊缝在结构中的位置焊缝在结构中布置不对称时,施焊后要产生弯曲变形,弯曲的方向是朝向焊缝数目多的那一侧。
焊缝偏离焊件中性轴时,其变形将向焊缝所在的那一侧弯曲,而且离中性轴越远越容易产生弯曲变形。
2.焊接结构的装配及焊接顺序焊接结构的装配及焊接顺序是否合理,对焊接残余应力与变形的影响很大,一般情况是对焊接结构总装后再进行焊接,这样可以使焊接结构刚性增加,减小焊后变形。
但是,对于大型复杂结构件,有时可以分别装配焊接,然后再拼接成整体,使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能比较自由地收缩,组焊时对整体结构的影响就较小,从而控制焊后残余应力与变形。