焊接残余应力的消除方法

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浅谈焊接残余应力控制措施及消除方法

浅谈焊接残余应力控制措施及消除方法摘要：文章主要阐述了焊接结构在焊接过程中产生的残余应力及应力的消除方法，主要说了焊接残余应力的分布、焊接残余应力施工中的控制、焊后消除焊接应力的方法。

关键词：焊接残余应力控制措施消除方法前言随着焊接技术的迅速发展，在短短的几十年中焊接已是工业技术中的重要方法之一。

如建筑钢结构、压力容器、船舶、车辆等中几乎全部用焊接代替了铆接。

部分过去一直用整铸整锻方法生产的大型毛坯也改成了焊接结构，焊接技术不仅大大减化了生产工艺，而且还降低了很多成本。

但是实际焊接中也存在不少问题，如焊接的内应力、焊接结构的变形、焊接结构的脆性断裂、焊接结构的疲劳强度等都直接影响着焊接的质量。

本文就对焊接残余应力进行具体分析。

一、焊接残余应力的分布在厚度不大（δ<15-20mm）的常规焊接结构中，残余应力基本上是双轴向的，厚度方向上的应力很小。

只有的大厚度的焊接结构中，厚度方向的应力才比较大。

焊接应力分别有焊缝方向的纵向应力、垂直焊缝方向的横向应力和厚度方向的应力。

二、焊接残余应力施工中的控制在焊接过程中采用一些简单的工艺措施往往可以调节内应力，降低残余内应力的峰值，避免在大面积内产生较大的拉应力，并使内应力分布更为合理。

这些措施不但可以降低残余应力，而且也可以降低焊接过程中的内应力。

因此有利于消除焊接裂纹。

现在把这些措施分述于后：1、采用合理的焊接顺序和方向尽量使焊缝能自由收缩，先焊收缩量比较大的焊缝。

如带盖板的双工字钢构件，应先焊盖板的对接焊缝，后焊盖板和工字钢之间的角焊缝，使对接焊缝能自由收缩，从而减少内应力。

先焊工作时受力较大的焊缝，如在工地焊接梁的接头时，应先留出一段翼缘角焊缝最后焊接，先焊受力最大的翼缘对接焊缝，然后焊接腹板对接焊缝，最后再焊接翼缘角焊缝。

这样的焊接次序可以使受力较大的翼缘焊缝预先承受压应力，而腹板则为拉应力。

翼缘角焊缝留在最后焊接，则可使腹板有一定的收缩余地，同时也可以在焊接翼缘板对接焊缝时采取反变形措施，防止产生角变形。

残余应力影响及消除方法

８南曩种ｊ２１年第期３ｚ文．００９
技术创新
残余应力影响及消除方法
翁梅
（南工业职业技术学院建筑工程系）河
摘要从基本理论出发，通过对焊接结构残余应力的成因进行分析，详细阐述了焊接残余应力对静力强度、疲劳强度、刚度等
由于焊接残余应力给结构带来很大危害，无论从焊缝设计上还是施工处理上，都要最大限度减少和消除残余应力的不利影响。残余应力消除方法有很多种，在设计制造中应根据各种方法的特点和利弊．选择出工程的最佳处理方法，以避免可能由于焊接残余应力而带来的
损害。
参考文献
焊接残余应力在焊接过程当中几乎无法避免且危害很大，因此在焊接结构中应尽量消除残余应力的不利影响。目，消除焊接残余应前力的方法有很多，从作用原理来说可分为两大类：一类是温度作用即通过高温或减小温差来消除焊接残余应力，如整体和局部热处理、预热法等方法；另一类是机械作用，用塑性变形来释放残余应力，如振
２０（）０４２
【谭建林．３】高校彤象设计－ｓｂｕ１战略的实施 Ⅱ．南经济管理干部学】湖院学报，２０（０６３）【杨丽娟．４】高校形象建设的ｃｓＩ思考Ⅱ．１高等教育研究，２０（２０６１）
作者简介李歌（９１１８一），女，西南科技大学人事处劳资科
融合又与学校发展理念相一致的寓意深刻的校训，再加上行为、视觉和环境的设计，必将有力促进高校品牌建设，塑造高校良好形象。
参考文献
［张希胜，谭震威，周宏武．高校借鉴企业识别系统（Ｉ】式的１】论ＣＳ模必要性和可行－１黑龙江高教研究，２０（ｊ］生【０５５）【周宏武．２】高校导ＡＣＳ略刍－／同济大学学报（会科学版）．Ｉ策ｉ］ｘ［．社，

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。

焊接件去应力退火工艺

焊接件去应力退火工艺焊接件是一种常见的加工零件，其制作过程中会产生应力。

为了降低或消除这些应力，常采用应力退火工艺。

本文将就焊接件去应力退火工艺进行详细介绍。

一、应力退火的概念和目的应力退火是指通过加热和冷却的过程，使焊接件内部的应力得到缓解和消除的工艺。

焊接件在焊接过程中会受到热变形、残余应力等影响，而应力退火则可以使焊接件恢复到正常状态，提高其性能和使用寿命。

二、应力退火的工艺步骤1. 温度升高阶段：将焊接件加热到一定温度，使其达到退火温度区间。

2. 保温阶段：保持焊接件在退火温度区间内一定时间，使内部的应力得到缓解和消除。

3. 温度降低阶段：将焊接件从退火温度区间内冷却至室温，终止退火过程。

三、应力退火的影响因素1. 温度：退火温度的选择直接影响焊接件的应力退火效果。

过高的温度可能导致组织粗化、形状变化等问题，而过低的温度则可能无法达到退火效果。

2. 保温时间：保温时间的长短与焊接件的厚度、材料等因素有关。

一般情况下，焊接件的保温时间应根据实际情况进行合理调整。

3. 冷却速度：退火后焊接件的冷却速度也会对其性能产生影响。

过快的冷却速度可能导致应力重新积累，而过慢的冷却速度则可能导致退火效果不佳。

四、应力退火的效果评估应力退火后的焊接件可以通过以下几个方面来评估其退火效果：1. 组织结构：观察焊接件的显微组织结构，如晶粒尺寸、晶界分布等，来判断应力退火的效果。

2. 力学性能：通过对焊接件进行拉伸、硬度等力学性能测试，来评估退火后的性能变化。

3. 形状和尺寸：退火后焊接件的形状和尺寸是否发生变化，是否达到要求的设计要求。

五、应力退火的注意事项1. 焊接件在进行应力退火前应进行充分的清洁，以避免杂质的影响。

2. 选择合适的退火温度和时间，避免温度过高或保温时间过长导致不必要的损失。

3. 控制好焊接件的冷却速度，避免过快或过慢的冷却速度对退火效果造成影响。

4. 对于大型或复杂的焊接件，应根据实际情况进行分段退火，以确保退火效果的一致性。

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。

防止和减少焊接残余变形与应力的措施

防止和减少焊接残余变形与应力的措施随着现代制造业的发展，焊接在各行各业中扮演着至关重要的角色。

无论是航空航天、汽车制造还是建筑工程，在这些领域中，焊接都是不可或缺的连接工艺。

然而，随之而来的焊接残余变形与应力问题也愈加引起人们的关注。

焊接过程中产生的残余变形与应力，不仅会影响工件的外观质量，还可能引发裂纹和变形等问题，严重影响其使用性能和寿命。

如何有效地预防和减少焊接残余变形与应力，成为了焊接工艺中的重要课题。

1.选材：材料的选择对于焊接残余变形和应力的控制至关重要。

在焊接过程中，通常会选择具有较高熔点和较小线膨胀系数的材料，以减少焊接时热影响区的热变形；还应根据实际情况选择合适的填充材料。

2.焊接方式：合理选择焊接方式是减少焊接残余变形和应力的关键。

一般来说，采用低热输入、低变形的焊接方式，例如脉冲焊、激光焊等，能够有效降低焊接工件的残余变形和应力。

3.焊接顺序：合理规划焊接顺序也是减少残余变形和应力的重要手段。

通常情况下，应该首先焊接边缘，然后逐渐向内焊接，以减少焊接区域的热输入，降低残余变形和应力。

4.预热和后热处理：在一些情况下，通过预热和后热处理也能有效减少焊接残余变形和应力。

预热能够降低材料的硬度，减少焊接残余应力；后热处理则能够通过回火或退火处理，消除残余应力，提高焊接接头的韧性和稳定性。

5.夹具和辅助装置：采用合理的夹具和辅助装置也能有效减少焊接残余变形和应力。

夹具的设计应在尽量避免约束工件的能够保证焊接接头的稳固性；而辅助装置则可以提供额外的支撑，减少工件在焊接过程中的变形。

总结回顾：在焊接工艺中，预防和减少焊接残余变形与应力是至关重要的。

通过合理选材、焊接方式、焊接顺序、预热和后热处理、夹具和辅助装置等措施，可以有效控制焊接过程中的残余变形和应力，保证焊接接头的质量和稳定性。

个人观点：作为焊接工艺的重要环节，防止和减少焊接残余变形与应力对于提高焊接接头的质量和稳定性至关重要。

浅议控制和消除焊接残余应力的方法

浅议控制和消除焊接残余应力的方法摘要在分析残余应力产生原理的基础上，介绍了焊接残余应力的概念，并探讨了焊接残余应力产生的原因及其影响因素，提出了消除焊接残余应力的方法，指出研究和测量构件中残余应力对生产和科学试验具有重要意义。

希望能够对今后提高产品内部质量及减少安全隐患方面提供一些有效对策。

关键词焊接，残余应力，物理特性，方法焊接作为钢结构中的重要工艺，是一个牵涉到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程，接关系到工程质量的好坏、结构的安全。

焊接结构广泛用于航天、桥梁、压力容器等工业中，焊接过程中的加热和冷却循环不可避免地导致残余应力的产生。

残余应力将影响到腐蚀、开裂、疲劳强度等力学性能，同时也会对材料的物理机械性能产生巨大影响，对结构的强度造成很大危害，历史上许多灾难性破坏事故大多是由结构中的残余应力引起。

因此，研究和测量构件中残余应力对生产和科学试验有着重大的意义。

一、焊接残余应力产生原因及影响因素残余应力是在无外力作用时，以平衡状态存在于物体内部的应力。

焊接过程中，某一瞬时的焊接应力称为焊接瞬时应力，它随时间而变化，焊接后残留在焊件内的焊接应力称为焊接残余应力。

焊接残余应力产生的主要原因是由焊接过程中不均匀加热所引起的。

以熔焊方法为例，影响这一过程的主要因素，一方面是材料物理特性和力学性能，如热导率，比热容c，密度等；另一方面是不同类型焊接热源的影响，焊接热源的种类、热源能量密度的分布、热源的移动速度、被焊接件的形状与厚度都直接影响着热源引起的温度场分布，因而也改变着焊接残余应力的分布规律。

二、控制焊接残余应力的措施焊接残余应力是可以通过结构设计和焊接工艺措施等加以调节和控制的。

（一）设计措施焊接过程中，尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸，多一条焊缝就多一处应力场。

大的焊缝尺寸，热影响区大，变形较大，相应残余内应力较大。

焊缝间保持足够的距离，焊缝过分集中不仅使内应力分布不均匀。

而且可能出现双向、三向复杂的残余内应力状态。

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。

压力容器中焊接残余应力的消除对策

压力容器中焊接残余应力的消除对策摘要：压力容器作为一种密闭容器，它既能够装载液体气体等物质，而又能承载物质所带来的压力，也是化工行业必不可少的储存原料的设备仪器。

焊接质量是压力容器能否使用和影响容器寿命的关键因素，消除残余应力是保证压力容器质量和化工企业员工人身安全以及财产安全的重点之一。

因此，本文主要分析了焊接残余应力的形成及危害，焊接残余应力的测量，消除焊接残余应力的对策以及关于消除焊接残余应力方法的评估及建议。

关键词：压力容器；焊接残余应力；消除对策1引言压力容器的焊接残余应力是非常有害的，压力容器大部分损坏，这与焊接残余应力有关。

随着我国石油化工工业的发展，压力容器正朝着耐高温、高压或耐低温及大型化方向发展，这就给压力容器的制造提出了更高的要求。

焊缝中的焊接残余应力是压力容器的隐患，它对结构的强度、稳定性和抗腐蚀性能具有很大的削弱或破坏作用，甚至造成严重事故。

因此，有必要对焊接残余应力消除对策做深入的研究，以便为压力容器的合理设计、工艺选择、安全运行、检验和维修提供科学依据。

2焊接残余应力的形成及危害在焊接过程中，一方面由于不均匀加热的温度梯度造成焊接区冷却收缩而产生热应力，另一方面由于在冷却中组织的转变引起的体积变化而造成了组织应力，这样焊件在冷却过程中由于焊接区体积变化受阻，即使温度回到原始的均匀状态以后，内应力仍然残留在结构中，这就是焊接残余应力。

它的危害表现在焊接区收缩时因受阻而发生拉应变，当超过材料的最大拉应变，则会在焊接区造成裂纹，当残余应力与焊缝中残存的氢结合时，还会促使热影响区硬化，导致冷裂纹及延迟裂纹的产生；焊接残余应力的存在还会降低焊接区金属的塑性和抗疲劳强度，这对承受动载荷的结构危害很大；同时当残余应力与特定介质的腐蚀作用结合时，还会引起裂纹状腐蚀，即所谓应力腐蚀，研究结果表明，变形和残余应力对金属材料的主要影响，在于使金属从均匀腐蚀转变为局部腐蚀!即转变为晶间或穿晶腐。

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。

焊接过程中的变形与残余应力分析

焊接过程中的变形与残余应力分析引言：焊接是一种常见的金属连接工艺，广泛应用于制造业和建筑工程中。

然而，在焊接过程中，由于高温和冷却过程中的热收缩，会导致焊接件发生变形和残余应力。

本文将探讨焊接过程中的变形和残余应力产生的原因，并介绍一些常见的分析方法和解决方案。

一、焊接过程中的变形1.1 焊接热源对金属的影响焊接过程中，焊接热源的加热会引起焊接件的温度升高，导致焊接件发生热膨胀。

当焊接完成后，焊接件冷却时，会发生热收缩。

这种热膨胀和热收缩会导致焊接件发生变形。

1.2 焊接过程中的应力分布焊接过程中，焊接热源引起的温度变化会导致焊接件内部产生应力。

这些应力会导致焊接件发生变形。

特别是在焊接过程中，焊接件的不同部位会受到不同的应力作用，从而引起焊接件的变形。

二、焊接过程中的残余应力2.1 焊接残余应力的形成机制焊接过程中，焊接件在冷却过程中会发生热收缩，但由于焊接件与周围环境的约束，无法自由收缩。

这导致焊接件内部产生残余应力。

残余应力的大小和分布会影响焊接件的性能和使用寿命。

2.2 焊接残余应力对焊接件的影响焊接残余应力会导致焊接件发生变形、裂纹和变脆等问题。

残余应力还会降低焊接件的疲劳寿命和承载能力。

因此，对焊接残余应力进行分析和控制是确保焊接质量的重要环节。

三、焊接过程中变形与残余应力的分析方法3.1 数值模拟方法数值模拟方法是一种常用的分析焊接过程中变形和残余应力的方法。

通过建立焊接过程的数学模型，可以模拟焊接过程中的温度场和应力场。

这种方法可以预测焊接件的变形和残余应力，并优化焊接工艺参数。

3.2 实验方法实验方法是另一种常用的分析焊接过程中变形和残余应力的方法。

通过测量焊接件的变形和残余应力，可以了解焊接过程中的变形和残余应力分布。

实验方法可以验证数值模拟结果的准确性，并为焊接工艺的优化提供参考。

四、焊接过程中变形与残余应力的解决方案4.1 焊接变形的解决方案为了减少焊接变形，可以采取以下措施：- 优化焊接工艺参数，如焊接速度和焊接顺序，以减小热输入和热影响区域。

消除焊接应力六种方法

消除焊接应力六种方法
焊接应力是由于热膨胀和收缩导致的应力，会导致工件变形和裂纹。

为了避免这种情况，需要采取以下六种方法来消除焊接应力。

1. 预热法：在焊接前对工件进行预热，以减少温度梯度，从而减少应力的产生。

2. 后热处理法：在焊接后对工件进行调质、退火等热处理，以消除残余应力。

3. 应力释放法：通过切割、磨削等方法，消除局部应力集中的区域，从而达到释放应力的目的。

4. 机械加工法：通过切割、磨削等机械加工方法，减小工件的尺寸，从而消除应力。

5. 退火法：将工件加热到一定温度，保持一段时间，然后缓慢冷却，以消除应力。

6. 震动法：将工件进行机械震动，以消除残余应力。

焊接应力的消除方法

爆炸工艺
• 将特种专用炸药沿焊缝走向粘贴在焊缝附近。炸药引爆后产生连续的冲击波迫使结构的峰值应力区域发生塑性变形，以此达到消应力的目的。瞬间完成，适合大型和特大型的结构，爆炸法消应力施工时十分强调安全措施，在城市建筑中应用有一定的困难。
高温回火
• 于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点，而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时，应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力，则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度，所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
形，使逐步得到的焊接残余应力降低和均化，以减少焊接变形和焊接裂纹的形成。
焊接应力消除设备
• 焊接应力消除设备对焊趾进行冲击，可以快速修复焊趾的缺陷，降低应力集中，并伴随其压应力区的作用可以在一定程度上降低焊趾边未受冲击焊缝的残余应力；焊接应力消除设备能以每秒2 万次的频率沿焊缝方向冲击焊趾部位，使之产生较大的压缩塑性变形，使焊趾处发生圆滑的几何过渡，大大降低应力集中；消除焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷，抑制焊接裂纹的提前萌生，调整应力场，并产生一定数值的压应力，使焊趾部位得到强化，对提高焊接接头的疲劳寿命有明显的作用。
振动时效
• 振动时效是对构件施加交变应力，与构件上的残余应力叠加达到材料的屈服应力，发生局部的宏观和微观塑性变形；这种塑形变形往往首先发生在残余应力最大和构件应力集中点，使这里的残余应力得以释放，达到降低和均化残余应力的作用。
• 尽管振动时效设备不具备去氢和恢复塑形的功能，但从尺寸稳定性比较，已经达到和超过热时效的水平；振动时效是一种以消除应力、提高尺寸稳定性为目的替代热时效的先进工艺。
• 常采用TIG重熔工艺对焊趾进行修整，重建裂纹起裂前的状态，降低由于焊趾缺陷所造成的应力集中现象，以延长疲劳寿命。同时TIG重熔也能改善焊缝区的横向残余应力；重熔对于焊缝纵向残余应力的改善不明显，残余应力绝对值下降不大；但对于纵向ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ余应力的均匀分布有一定效果。但对横向残余应力有明显的改善效果，残余应力的绝对值下降明显而且分布趋于均匀。

焊接的应力如何消除

焊接的应力如何消除？焊接应力一、焊接残余应力的分类1．根据应力性质划分：拉应力、压应力2．根据引起应力的原因划分：热应力、组织应力、拘束应力3．根据应力作用方向划分：纵向应力、横向应力、厚度方向应力4．根据应力在焊接结构中的存在情况划分：单向应力、两向应力、三向应力5．根据内应力的发生和分布范围划分：第一类应力、第二类应力、第三类应力二、焊接残余应力的分布规律1．纵向应力бx的分布бx在焊件横截面上的分布规律为：焊缝及其附近区域为残余拉应力，一般可达材料的屈服强度，随着离焊缝距离的增加，拉应力急剧下降并转为压应力。

бx在焊件纵截面上的分布规律为：在焊件纵截面端头，бx=0，越靠近纵截面的中间，бx越图2—11为板边堆焊时，бx在焊缝横截面上的分布。

T形接头的бx分布与立板和水平板尺寸有很大关系，δ/h越小,接近于板边堆焊的情况；δ/h 越大，接近于等宽板对接的情况。

2．横向应力бy的分布бy =бy′+бy″бy′：焊缝及其塑性变形区的纵向收缩引起的横向应力；бy″：焊缝及其塑性变形区的横向收缩不均匀、不同时引起的横向应力。

3．特殊情况下的焊接残余应力① 厚板中的焊接残余应力② 拘束状态下焊接残余应力③ 封闭焊缝中的残余应力④ 焊接梁柱中的残余应力⑤ 焊接管道中的残余应力三、焊接残余应力对焊接结构的影响1．对结构强度的影响只要材料具有足够的塑性，焊接残余应力的存在并不影响结构的静载强度。

对脆性材料制造的焊接结构,由于材料不能进行塑性变形,随着外力的增加,构件不可能产生应力均匀化，所以在加载过程中应力峰值不断增加。

当应力峰值达到材料的强度极限时，局部发生破坏,而最后导致构件整体破坏。

所以焊接残余应力对脆性材料的静载强度有较大的影响。

2．对构件加工尺寸精度的影响3．对梁柱结构稳定性的影响四、减小焊接残余应力的措施一般来说,可以从设计和工艺两方面着手:1．设计措施① 尽可能减少焊缝数量；② 合理布置焊缝；③ 采用刚性较小的接头形式。