焊接残余应力的模拟和控制消除的相关问题研究
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。
关于焊接残余应力消除原理的探讨
关于焊接残余应力消除原理的探讨发布时间：2021-08-10T17:14:59.080Z 来源：《工程建设标准化》2021年第9期作者：宁杰[导读] 在对待相关复杂零件与设备装置的构件塑造中，焊接是一种最为常见，并且十分具有实用性的加工方法宁杰身份证号码：23108419871108****摘要：在对待相关复杂零件与设备装置的构件塑造中，焊接是一种最为常见，并且十分具有实用性的加工方法。
焊接构件构造具有生产时间短、使用周期长、操作简便与封闭牢固性等许多优点，但在焊接操作的过程中，经常会有焊接残余应力存在严重制约焊接产品的使用周期与稳固性，其产生的原因是因为在焊接构件过程中，由于焊接环境的温度差异形成一个不均衡的温度圈，导致焊接材质发生了内变，即改变了构件的塑形应变能力与热度应变能力，从而形成了焊接残余应力。
关于焊接残余应力的消除方法从产生之初便一直是相关行业所关注的重点话题，根据焊接残余应力的形成条件不难发现，解决焊接形成的压缩塑性变形就能克服残余应力的产生。
关键词：焊接残余应力；应力消除原理；应变性质引言：焊接残余应力是焊件在进行焊接过程中通过热力加工、相对变化应力与塑造应力等超过焊件本身的阈值极限产生的，在经历冷却加工后依然不能进行消除的应力结果。
焊接残余应力对大规模焊接工程十分重要，消除与否的结果直接关系到后续焊接零件工程的使用年限，因此凡所涉及焊接的相关工程都对焊接残余应力的消除方式方法十分关注。
本文通过对焊接残余应力的产生条件进行阐述分析，介绍消除焊接残余应力的基本方法措施，从而探讨出焊接残余应力消除原理，提出在残余应力的产生过程中能够随着温度的持续上涨而发生弹性变化，并在常规条件下采用伸缩性应变能够减轻残余应力带来的弹性应变。
此外，从焊接零件与工程还出现不间断裂纹的现象进一步证实了焊接残余应力消除原理的正确性，为后续相关研究提供了强有力的经验积累。
1焊接残余应力的消除方法针对焊接过程中形成的焊接缝隙，常常导致零件结构不够紧密，所以面对这种焊接残余应力的消除方式应该是，对焊接构件进行外物力量的施加，使得焊接构件进行内外结构的拉伸，将形成的焊接缝隙进行融合处理，常见的消除方法包括：1.1对焊接残余应力使用热处理消除法一般来说，处于高温环境的焊接材料会由于温度的提高而内部材料变得逐渐软化，形成脆变现象与高温度阈值下降的状况出现，在面对以上这种情况，焊接材料的残余应力有一定程度的下降，并且在此时，如果通过热能软化材料对零件的接头部分进行重新加工焊接，能逐渐完善焊接结构的稳定性，提高构件的使用周期。
浅析焊接残余应力的控制与消除
１ 焊接应 力产生的原 因
产生焊接应力 的因素很 多，其 中最根本的原因是焊件受
热不均匀 ，其 次是由于焊缝金属 的收缩 、金相组织的变化及 焊件 的刚度不 同所致 。另外 ，焊缝在焊接结构 中的位置 、装
２ 焊接残余应力对焊接结构的影响
（） １ 对焊接 结构强度 的影 响。 没有严重应力集 中的焊接
生焊接应 力。 【 收稿 日期 】２ １ — ９ ２ ０ １ ０— ６
（ ） 构件加工部 分金属从焊件上被切除而破坏 了它原来的 平衡状态 ，于是内应力重新分布 以达到新 的平衡 ，同时产生 了变 形，使加工精度受到影 响。为 了保证加工精度 ，应对焊
２１ ０ １年第 １ ２期 （ 总第 １ ８期 ） ４
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨＯＮＧ ＫＥＪ
Ｎｏ １ ２ ． ２。 ０１ １
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浅析焊接残余应 力的控制 与消 除
李国华
（ 昌技术经济 学校 ，河 南 长葛 ４ １ ０ ） 许 ６５０
Ａ ｎ ｌ ｓｓｏ ｌ ｉ ｅ ｉ ａ ｙ ｉ ｆｗｅ ｄ ｎｇ ｒ ｓｄｕａ ｔ ｅ ｓｃ ｎ ｒ ｌａ ｌｍ ｉ ｔｏ ｌｓｒ ｓ ｏ ｔ ｏ ｎｄ ｅｉ ｎａ ｉ ｎ
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控制和消除焊接应力的措施及方法
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2012 03120实践与探索E xploration控制和消除焊接应力的措施及方法文/鲁兆鹏一、控制焊接应力的措施焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节，使应力值尽可能减小，分布尽可能合理。
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。
因此，控制内应力的方法虽有多种，但基本原则只有一个，就是缓和对焊缝收缩的制约。
通常采用的工艺措施有以下几种。
１．采用合理的焊接次序 所谓合理的焊接次序，主要是应该尽量使焊缝能比较自由地收缩，特别是那些收缩比较大、残余应力比较大的焊缝。
图1是拼接工字梁的情况。
这时应事先留出一段翼板——腹板角焊缝3，先焊接受力最大的翼板对接焊缝l，然后再焊接腹板对接焊缝2，最后焊满角焊缝3。
这种焊接次序可以使翼板的对接焊缝预先受压应力，而腹板对接缝受拉应力。
角焊缝留在最后焊可以保证腹板有一定的收缩余地，同时也有利于在翼板对接焊时采取反变形措施以防止角变形。
实验证明，这样焊成的梁的疲劳强度比先焊腹板的梁高出30％。
图1 工字梁拼接２．预热法焊接温差越大，残余应力越大，同时从组织转变来说，冷却速度越快组织应力也越大。
预热可以达到减小温差和减慢冷却速度的目的，从而减小焊接应力。
焊件是否需要预热，主要是从钢材的化学成分、厚度和结构刚度等方面来考虑，而预热温度的选择则主要是根据钢材的化学成分来确定。
一般来说，钢材含合金元素越多，越容易形成淬硬组织；而合金元素含量越多的钢材，就越需要预热，同时预热温度也偏高。
钢板越厚越要求预热。
因为钢板越厚散热越快，冷却越快，就越需要通过预热来减慢冷却速度。
所以对一些含合金元素较低的钢种不需要预热，但钢材若具有一定厚度时就要增加一道预热工序。
刚度越大的结构，越需要预热。
因为结构的刚度越大，焊缝收缩所受到的制约也越大，应力就越大，所以需要通过预热来降低焊接应力。
３．同步收缩法焊缝（确切地说是有效区段）的收缩因受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力，也就是说，有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩，从而形成较大的应力。
爆炸消除焊接残余应力的数值模拟
爆炸消除焊接残余应力的数值模拟爆炸消除焊接残余应力的数值模拟焊接残余应力是一个常见的问题。
在焊接过程中，高温物质的热膨胀和收缩会导致材料的形状发生变化，进而产生残余应力，这将会影响机械性能和耐用性。
而解决残余应力的方法之一就是爆炸消除技术。
本文将介绍通过数值模拟爆炸消除焊接残余应力的方法。
首先，我们需要建立一个三维的有限元模型。
这个模型应该和我们想要焊接的实际工件尽可能接近。
我们可以使用数值计算软件或者有限元分析软件来构建这个模型。
在建模的过程中，我们需要考虑焊接热源、导热、冷却和热膨胀等因素。
然后，我们需要确定爆炸消除技术的参数。
爆炸消除包括激波、爆炸和喷射等过程。
我们需要考虑爆炸药的种类、粒度和密度、爆炸药与工件之间的距离、爆炸的时间、爆炸的方向和强度等因素。
这些参数的确定需要基于实验和经验，并结合实际情况进行调整。
接下来，我们需要进行数值模拟。
我们将爆炸消除过程和焊接过程连接在一起进行模拟，同时考虑材料的耐热性，热膨胀系数以及变形发生的顺序等因素。
在数值模拟的过程中，我们需要对边界条件进行适当的设定，如限制边界和速度边界。
同时，我们还需要考虑计算时间和内存的限制，保证计算的收敛性和稳定性。
最后，我们需要对模型进行结果分析和数据处理。
我们可以通过结果图表来直观地展现残余应力的分布和变化情况，并进行相关数据的分析和处理。
我们还可以通过比较实验结果和数值模拟结果来验证模型的准确度和可靠性。
总之，数值模拟是一种有效的解决焊接残余应力问题的方法。
通过建立合适的模型，确定正确的参数和进行精确的计算和分析，我们可以更好地掌握焊接残余应力的变化规律，并采取有效的措施来解决这个问题。
对于焊接残余应力的数值模拟分析，我们需要进行相关数据分析，以确定残余应力分布的规律和变化趋势。
首先，我们需要收集和分析关于焊接材料的相关数据，如热膨胀系数、热导率、比热容、密度、杨氏模量和泊松比等。
这些参数对于确定焊接过程中热膨胀和冷却的效应非常重要，尤其是在数值模拟中。
减小或消除焊接残余应力的措施
减小或消除焊接残余应力的措施焊接残余应力是指焊接工艺中产生的一种内应力，它是由于瞬间加热和冷却引起的材料体积变化不均匀而产生的。
焊接残余应力可能会导致焊接件变形、裂纹、疲劳等问题，因此减小或消除焊接残余应力是非常重要的。
下面将介绍几种常用的措施。
1. 合理设计焊接结构焊接残余应力的产生与焊接结构的设计有关，因此合理的焊接结构设计是减小或消除焊接残余应力的基础。
在设计焊接结构时，应避免出现大的焊缝长度、焊缝尺寸和焊缝间距，尽量采用对称结构和简化结构，减少焊接接头数量和长度。
此外，合理选择焊接方法和工艺参数也可以减小焊接残余应力。
2. 控制焊接热输入量焊接热输入量是指焊接过程中所输入的热量，它对焊接残余应力的大小有着重要影响。
当焊接热输入量过大时，会加剧焊接残余应力的产生。
因此，在焊接过程中应控制焊接热输入量，采用适当的焊接电流和焊接速度，避免过热和过快的焊接。
3. 采用适当的预热和后热处理预热是指在焊接之前对焊接材料进行加热处理，以提高其温度，从而减小焊接残余应力的产生。
预热可以使材料的温度均匀分布，减少焊接过程中的温度梯度，从而减小焊接残余应力。
后热处理是指在焊接完成后对焊接件进行加热或冷却处理，以消除残余应力。
预热和后热处理的温度和时间应根据具体材料和焊接工艺参数进行合理选择。
4. 采用适当的填充材料和焊接方法填充材料的选择和焊接方法的应用也对焊接残余应力的大小有着重要影响。
合适的填充材料可以改变焊接材料的熔化温度和热导率，从而减小焊接残余应力的产生。
而选择适当的焊接方法，如脉冲焊接、激光焊接等，也可以减小焊接残余应力。
5. 控制焊接过程中的冷却速率焊接过程中的冷却速率也会影响焊接残余应力的大小。
当冷却速率过快时，焊接件表面和内部的温度差异会增大，从而加剧焊接残余应力的产生。
因此，在焊接过程中应控制冷却速率，避免过快的冷却。
减小或消除焊接残余应力是焊接工艺中非常重要的一项任务。
通过合理设计焊接结构、控制焊接热输入量、采用适当的预热和后热处理、选择合适的填充材料和焊接方法，以及控制焊接过程中的冷却速率，可以有效地减小或消除焊接残余应力，提高焊接件的质量和可靠性。
控制焊接残余应力的措施
控制焊接残余应力的措施1．如何利用合理的焊接顺序和方向来控制焊接残余应力1）先焊变形收缩量较大的焊缝，使基能较自由地收缩。
如一个带盖板的双工字钢构件见图14，由于对接焊缝的收缩量大于角焊缝的收缩量，所以应先焊盖板的对接焊缝1，后焊盖板和工字梁之间的角焊缝2。
2）先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝。
如一拼板结构见图14b，应先焊焊缝1、2，后焊焊缝3。
如相反，则由于焊缝1、2的横向收缩受到限制，将产生很大的拉应力。
3）先焊在工作时爱力较大的焊缝，使内应力合理分布，见图14c。
在接头两端留出一段翼缘角焊缝不焊，先焊受力最大的翼缘对接焊缝1，然后再焊腹板对接焊缝2，最后焊翼缘预留的角焊缝3。
这样，焊后可使翼缘的对接焊缝承受压应力，腹板对接焊缝承受拉应力。
角焊缝留在最后焊可以保证腹板对接焊缝有一定的收缩余地，同时也有利于在焊接翼缘对接焊缝时，可以采取反变形措施来防止产生角变形。
2. 如何利用降低结构局部刚度来控制焊接残余应力？结构的刚度增加时，焊后的残余应力将显著加大。
因此，在条件许可时，焊前采取一定的工艺措施，将焊接区域的局部刚度降低，将有效地减少焊接残余应力。
如一镶块结构的焊件，由于焊缝呈封闭形刚度较大，见图15。
为减少焊接区域的局部刚度，可以将平板少量翻边（图15a），或将镶块压凹（图15b），焊接时由于焊缝能自由收缩（将平板或镶块拉平），使残余应力大为减少。
3.如何利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力？焊接残余应力产生的根本原因是，由于焊缝在冷却过程中的纵向收缩和横向收缩，因此焊后利用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力，据测定，利用锤击法可使应力减少1/2～1/4。
进行锤击焊缝时，焊件温度应当维持在100～150℃之间或在400℃以上，避免在200～300℃之间进行，因为此时金属正处于蓝脆性阶段，若锤击焊缝容易造成断裂。
多层焊时，除第一层和最后一层焊缝外，每层都要锤击。
第一层不锤击是为了避免产生根部裂纹，最后一层焊缝通常焊得很薄，主要是为了消除由于锤击而引起的冷作硬化。
压力容器中焊接残余应力的消除问题分析
压力容器中焊接残余应力的消除问题分析压力容器是能够装载液体气体等物质，而又能承载物质所带来的压力的密闭容器，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，因此消除残余应力是保障压力容器质量和化工企业员工人身安全和财产安全的重点之一，作者陈列出消除压力容器的残余应力的对策，确切实施保障焊接技术的措施。
标签：压力容器；残余应力；消除对策；热处理質量过硬的压力容器离不开优秀的焊接技术，而残余应力就是造成压力容器在企业生产中出现大量次品、不合格品的元凶之一。
压力容器在焊接的时候受到不均匀受热的作用和影响，产生内应力使压力容器的材料变形。
当压力容器本身的温度和工作场所回复正常的温度，压力容器内的结构变形无法恢复，留在压力容器内的内应力就被称为残余应力。
综合国内外有关研究压力容器焊接残余应力的文献资料，可以得到确切的是残余应力是不能在焊接过程中完全避免，其中蕴含复杂的原因如焊接压力容器的工艺、程序等等也会造成残余应力的分布不均，内应力的残留大小也会不一样。
因此压力容器内不同残余应力的问题有不同的消除方法。
1 压力容器中焊接残余应力的消除对策1.1 超载法超载法作为最为经常使用的消除压力容器残余压力的方法不是没有原因的。
在条件得当的工作环境对压力容器施加不少于一次的外载荷，压力容器的材料就会产生因载荷而产生的应力，再和压力容器中原来就有的焊接残余应力叠加就形成一股新的合成应力。
这通常会出现两种情况：如果合成应力低于压力容器的材质的屈服极限和合成应力等于压力容器材质的屈服极限，而后者两力的叠加就可以得到消除焊接残余应力的效果，压力容器材质就会形成塑性变形，外载荷数值越大，材质产生塑形反应越大。
压力容器是一体的、连续的，发生屈服变形和弹性变形的压力容器位置就会在外载荷撤销的时候回复，与此同时，也消除了数值等同于外载荷应力大小的残余应力。
1.2 整体热处理法整体热处理法是把已经焊接完成的压力容器整体施以高温，并在某一温度保持一段时间，然后以适当的温度退火，让压力容器内的焊接残余应力达到平衡，这就是所谓的整体热处理法。
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。
焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施
焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施摘要：焊接残余应力和焊接变形是钢结构产生变形和开裂的主要原因。
本文以焊接残余应力和焊接变形为对象，分别讨论了残余应力对钢结构刚度、静力强度、疲劳强度、应力腐蚀等的影响，促使结构发生脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀开裂、低温变脆等以及造成的焊接变形的种类。
应采取措施对焊接残余应力和焊接变形加以消除和调整。
关键词：钢结构焊接残余应力焊接变形钢结构是钢材通过一定的设计方法做成构件，构件再通过一定的连接方式连接成的整体结构承力体系或传力体系。
连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。
焊接连接是目前钢结构最主要的连接方式。
但在焊接过程中，在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部的裂缝一旦发生，就容易扩展到整体。
一、焊接残余应力钢材的焊接是一个不均匀的加热和冷却的过程。
在施焊时，焊缝及其附近区域的温度很高，而临近区域温度则急剧的下降，导致不均匀的温度场。
不均匀的温度场产生不均匀的膨胀，温度低的区域膨胀量小限制了高温度区域钢材的膨胀。
当焊接温度场消失后，构件内部产生应力，这种应力称为焊接残余应力。
（一）焊接残余应力对钢结构的影响1.对钢结构刚度的影响焊接残余应力使构件的有效截面减小，丧失进一步承受外载的能力。
焊接残余应力的存在还会增大结构的变形，降低结构的刚度。
2.对静力强度的影响由于焊接应力的自相平衡，使受压区和受拉区的面积相等。
构件全截面达到屈服强度所承受的外力与无焊接应力的轴心受拉构件全截面达到屈服强度时的应力相等，因此不影响静力强度。
3.对疲劳强度的影响残余应力的存在使应力循环发生偏移。
这种偏移，只改变其平均值，不改变其幅值。
当应力循环的平均值增加时，其极限幅值就降低，反之则提高。
4.对应力腐蚀开裂的影响应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀作用下产生裂纹的现象，在一定材料和介质的组合下发生。
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。
浅谈焊接过程中的焊接残余应力及其相关问题研究
浅谈焊接过程中的焊接残余应力及其相关问题研究摘要：在焊接过程中，由于加热和冷却循环作用的影响，极易造成焊接残余应力的产生。
本文就残余应力的产生原因及影响进行分析，希望对今后的建筑施工有所借鉴。
关键词：焊接；残余应力；焊接应力；影响Abstract: in the welding process, because heating and cooling cycle effects, is caused extremely easily welding residual stress of produce. This paper the residual stress causes and effects are analyzed, and the hope for future construction can draw lessons from it.Keywords: welding; Residual stress; The welding stress; influence一、引言在众多的能引起残余应力的因素中，焊接是非常重要的一种。
焊接是钢结构中的重要工艺，它运用加热或加压的手段将建筑部件有机地连接在一起或在其表面堆敷覆盖层的加工工艺，被广泛应用于航天、桥梁、压力容器等工业中。
焊接残余应力的产生会严重影响到钢结构制造过程本身和焊接结构的使用性能，直接影响到工程质量的优劣和结构的安全。
因此．应采取各种有效的措施减少焊接残余应力产生的危害。
二、焊接残余应力产生的原因在焊接过程中，由于受热不均匀，极易造成残余应力的产生。
如果按照发生源来分，焊接应力可以分为以下几种：一是直接应力。
直接应力是造成焊接残余应力的主要原因，这是由于在加热和冷却的时候温度不均匀造成的。
二是间接应力。
如果构件经过轧制或拉拔，就极易造成间接应力的产生。
这种残余应力在一定情况下容易叠加到焊接残余应力上面，焊接完毕后，在构件的冷却变形过程当中会加大残余应力的影响。
锤击法消除焊接残余应力的研究（已处理）
锤击法消除焊接残余应力的研究山东大学硕士学位论文锤击法消除焊接残余应力的研究姓名:李强申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:曲仕尧2001.11.8山东大学硕士学位论文锤击法消除焊接残余应力的研究摘要本文采用小孔法测试锤击前后焊接残余应力的变化,研究了锤击处理参数对残余应力的影响,用扫描电镜和显微硬度仪对锤击处理前后焊缝的组织形貌和硬度变化进行了检测分析,并探讨了锤击法消除焊接残余应力的机理。
/取得了以下主要成果。
~焊缝经过锤击处理后,熔合区附近的残余应力降低幅值最大。
母材上距熔合区越远的部位,应力降低幅值越小。
冲击能量对焊接残余应力的消除效果有很大影响。
随着冲击能量的增大,熔合线附近残余应力降低幅度增大;当冲击能量达一定值时,残余应力变化速度减缓。
单次冲击能量对残余应力的影响比锤击时间大,锤击处理时采用大冲击功、短冲击时间时消除应力效果较好。
高温锤击时,焊缝的塑性较好,变形阻力小,残余应力的消除效果比室温锤击时好。
锤头端面尺寸较小时,锤头吸收的能量较小,焊缝的变形程度较大,对消除残余应力有利卜/焊缝经过锤击处理后,表层金属发生塑性变形,硬度升高。
焊缝金属受到冲击载荷作用后,产生径向延伸,抵消了焊缝的残余弹性变形,从而降低了残余应力。
关键词:焊接锤击处理残余应力小孔法山东大学硕士学位论文,,......, . . ,....山东大学硕士学位论文., . ,. ’,, .,.,:..山东大学硕士学位论文.绪论在机械制造过程中,很多工序都会在材料内部形成残余应力。
总的来说,残余应力可分为两类,一类是由于在整体结构中,各部件尺寸/:协调而强行装生的残余应力;另一类是由于材料内部产生各区域之间自平衡的残余应力。
在焊接结构中,后一类残余应力的产生尤为普遍【】。
这是由于焊接接头处的不均匀加热和冷却,不均匀温度场所造成的内应力达到材料的屈服极限,使局部区域产生塑性变形,当温度恢复到原始的均匀状态后,就产生残余应力。
残余应力对材料性能影响的研究分析
残余应力对材料性能影响的研究分析1. 引言在材料科学与工程领域，残余应力是一个重要的研究课题。
残余应力是指材料在制造和加工过程中产生的内部应力，这些应力可能会对材料的机械性能、疲劳寿命和耐蚀性等性能产生重要的影响。
本文将对残余应力对材料性能的影响进行深入研究和分析。
2. 残余应力的产生机制残余应力的产生主要与材料的制造和加工过程相关。
例如，焊接、淬火、冷加工等过程中，材料受到热量、力量和相变等因素的影响，导致晶格结构的畸变和内部应力的积累。
这些内部应力可以通过切应力、热应力和弹性应力等方式表达。
残余应力的产生机制对于深入理解残余应力对材料性能的影响至关重要。
3. 残余应力对材料性能的影响3.1 机械性能残余应力可以对材料的机械性能产生显著影响。
一方面，残余应力可以增加材料的硬度和强度，提高材料的抗拉、抗压和抗弯性能。
另一方面，残余应力可能会导致材料的应力集中和裂纹扩展，降低材料的延展性和断裂韧性。
因此，合理控制残余应力可以提高材料的机械性能，延长材料的使用寿命。
3.2 耐蚀性残余应力对材料的耐蚀性也有重要影响。
一方面，残余应力可以形成孤立的晶界和相界，使得材料的耐蚀性提高；另一方面，残余应力也可能导致应力腐蚀开裂和应力腐蚀破坏，降低材料的耐蚀性。
因此，残余应力对于材料的耐蚀性是一个相对复杂的问题，需要综合考虑材料的特性和使用环境。
3.3 疲劳寿命残余应力对材料的疲劳寿命有重要影响。
残余应力可以作为一个起始点，加速疲劳裂纹的形成和扩展。
此外，残余应力也可能导致应力集中和应力腐蚀，使得材料的疲劳寿命显著缩短。
因此，合理控制和减小残余应力是延长材料的疲劳寿命的关键。
4. 残余应力的测量方法为了研究和分析残余应力对材料性能的影响，准确测量残余应力是必要的。
目前常用的残余应力测量方法包括X射线衍射法、中子衍射法、应力分析法等。
这些方法可以通过测量材料中的晶格畸变或载荷引起的应变来间接测量残余应力。
选择合适的测量方法，并对测量结果进行准确可靠的分析和解释，对于深入理解残余应力的特性和影响机制具有重要意义。
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。
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。
消除焊接残余应力的方法
消除焊接残余应力的方法一、背景介绍焊接是一种常见的金属连接方法，但是在焊接过程中会产生残余应力，这些应力可能会导致零件变形、裂纹和失效。
因此，消除焊接残余应力是非常重要的。
二、焊接残余应力的来源焊接残余应力主要来自两个方面：热应力和冷却应力。
1. 热应力在焊接过程中，由于高温作用下金属材料发生膨胀和收缩，导致产生热应力。
这种热应力会导致零件变形和内部裂纹。
2. 冷却应力当热源移开后，焊缝区域开始冷却，并且不同区域的冷却速度不同，导致产生冷却应力。
这种冷却应力会导致零件变形、裂纹和失效。
三、消除焊接残余应力的方法为了消除焊接残余应力，可以采用以下几种方法：1. 预热法预热法是指在进行实际的焊接之前，在工件上施加一定的加热处理。
这样做可以使材料温度均匀分布，减少热应力的产生。
2. 后热处理法后热处理法是指在焊接完毕后，对工件进行一定的加热或冷却处理。
这样做可以消除残余应力，并且提高材料的强度和韧性。
3. 机械加工法机械加工法是指在焊接完成后，对工件进行一定的机械加工。
这样做可以消除残余应力，并且提高材料的表面光洁度和精度。
4. 振动法振动法是指在焊接完成后，对工件进行一定的振动处理。
这样做可以消除残余应力，并且提高材料的强度和韧性。
5. 放电等离子体法放电等离子体法是指在焊接完成后，利用放电等离子体产生高温和高压作用于焊缝区域。
这样做可以消除残余应力，并且提高材料的表面硬度和耐腐蚀性。
四、总结以上就是消除焊接残余应力的几种方法，不同方法适用于不同情况。
在实际操作中需要根据具体情况选择合适的方法来消除焊接残余应力，以确保焊接工件的质量和可靠性。
影响船体焊接结构件残余应力的因素及消除方法研究
影响船体焊接结构件残余应力的因素及消除方法研究船体焊接结构件残余应力是船舶建造过程中不可避免的问题，主要是由于焊接过程中材料的物理性质和热应力的作用所引起的。
残余应力会对船体结构的强度、稳定性、密封性和耐久性产生负面影响。
因此，在船体建造过程中，需要采取一系列的措施来消除残余应力的影响，保证船体结构的质量和性能。
1. 材料的物理性质：船体结构建造中常使用的材料有钢、铝、铜等。
这些材料在焊接过程中，由于热应力对导致材料发生体积变化，从而产生残余应力。
2. 焊接过程中的温度变化：焊接过程中，焊枪会产生高温，焊接区域的温度会大幅度升高，热膨胀率也随之增加，这会导致焊接结构件产生热应力，从而引起残余应力的形成。
3. 焊接顺序以及焊接参数的选择：焊接结构件的选择和焊接顺序、参数的选择都会对船体结构产生影响，未经充分考虑就进行焊接，往往会使船体结构产生残余应力。
4. 设计、制造和组装的质量：船体结构的设计、制造和组装质量都会对船体焊接结构件残余应力产生影响。
如果设计、制造和组装的质量不合格，容易导致结构件之间的间隙较大，从而产生残余应力。
1. 预热：通过预热焊接结构件，可以使得结构件发生热膨胀及塑性变形，从而减少焊接时产生的残余应力，预热的温度需要根据不同的材质、板厚和焊接情况来选择。
2. 降温：在焊接完毕之后，将焊接部位降温，可以使得结构件发生热收缩及塑性变形，从而减少焊接后残余应力的影响。
可以采用自然降温或加水等方式来进行降温。
3. 合理的焊接顺序及组装工艺：通过合理的焊接顺序安排以及组装工艺选择，可以减少结构件的翘曲和位移，从而减少残余应力的产生。
4. 选择合适的焊接参数：根据材质的类型、板厚、焊接技术和焊接条件等因素，选择合适的焊接参数，有助于减少焊接过程中的残余应力。
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Interna l Combustion Engine &Parts 0引言焊接残余应力是在焊接过程中，由于没有将热应力、相变应力以及加工应力等控制在合理的范围内，而导致其超过焊接材料所能承受的极限，进而在焊接材料上残留一定的应力。
焊接残余应力会对焊接结构的强度和使用寿命造成非常不利的影响，严重威胁焊接结构的安全使用。
因此，为了确保焊接结构的安全使用，就需要对焊接过程中所产生的残余应力进行深入的分析研究，明确其产生的原理，进而对其进行科学合理的预测模拟，在此基础上，结合焊接的实际情况采取有针对性的焊接控制措施，对残余应力进行控制和消除，从而为焊接质量提供可靠的保障。
1焊接残余应力的模拟分析在对材料进行焊接的过程中，为了对残余应力能够采取有效的控制消除，就需要对其形成的过程进行系统全面的有效预测，进而能够采取有针对性的控制措施，以此消除残余应力。
为了对焊接材料中的残余应力进行一定的预测，采用相同的材料按照相同的焊接方式进行焊接形成焊接试件，通过对焊接试件中的残余应力进行科学合理的测量，用以表征焊接材料中的残余应力。
但是由于焊接过程中的残余应力会受到多种因素的影响，这就造成焊接材料和焊接试件中的残余应力之间存在较大的差距，进而影响焊接材料残余应力的有效预测。
因此，为了提高焊接材料残余应力的预测质量，通过采用单因素标定的方法对焊接材料中的残余应力进行科学合理的标定，并对焊接过程中的温度梯度进行系统全面的模拟，进而通过温度梯度对残余应力进行科学合理的预测，为残余应力消除控制措施的有效制定提供数据支持。
1.1残余应力模拟的工作原理在焊接材料残余应力的模拟过程中，通过采用一元化的方法，进而能够大大降低残余应力模拟工作的难度，以焊接过程中的预热温度对焊接后工件内部的应力分布进行科学合理的预测。
通过对焊接工件的温度梯度进行有效的控制，进而能够对其焊接过程中的残余应力进行有效的模拟。
1.2残余应力模拟控制设备焊接残余应力的模拟控制是通过图1所示的设备完成的，其主要是由焊接预热模块、应力检测模块、温度控制模块以及偏心夹紧模块等组成的。
1.3残余应力的测量步骤残余应力控制设备在实际工作过程中的操作步骤如下所示：①严格按照规定的尺寸对试件进行精确的加工处理，为了提高其测量精度，需要对测量面进行彻底的打磨处理，直至露出相应的金属光泽；②在测量面上标注应变花的具体位置，确保其粘贴位置准确无误；③将测量工件牢固的固定于机座上，转动偏心螺杆，确保工件在测量过程中不会发生移动，在工件两头进行预焊接，确保焊接高度不低于5mm ，再松开偏心螺杆，进而释放压块压紧的工件；④在工件标定的位置处粘贴应变花，确保每块工件上都粘贴有4片，同时，还要确保应变片与工件的坡口距离相同；⑤对应变仪进行调零，然后进行焊接操作，应变仪就能将焊接过程中的应力变化情况进行准确的记录；⑥在距离粘贴应变片5mm 的位置处进行打孔操作，并对该处的残余应力进行测量记录；———————————————————————基金项目：2018年天津市“大学生创新创业训练计划”项目，项目名称：基于温度梯度对焊接残余应力预测方法控制设备的制造（项目号：201810066075）。
焊接残余应力的模拟和控制消除的相关问题研究高立峰；李志国；罗梦佳；陈民昌（天津职业技术师范大学，天津300222）摘要：焊接是一种非常常用的材料连接工艺，由于其具有非常优良的连接性能，被广泛应用于多个领域之中。
但是在实际的焊接过程中，其焊接质量会受到多种因素的影响，一旦处理不善，就可能导致残余应力的产生，进而影响到焊接质量和焊接结构的使用寿命。
因此，为了确保焊接质量符合国家相关标准规范的要求，就需要通过对残余应力进行系统全面的分析研究，在此基础上，采取有针对性的控制消除措施，进而为焊接质量提供可靠保障。
本文通过对焊接残余应力进行深入的模拟分析，在此基础上，提出了具有针对性的焊接残余应力控制消除措施，对于残余应力的控制消除具有一定的积极意义，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词：焊接；残余应；控制；消除1-弹簧；2-导杆；3-下固定板；4-机座；5-压块；6-硅碳棒；7-上固定板；8-偏心螺杆；9-螺母图1焊接残余应力控制设备示意图·117·DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.06.053内燃机与配件⑦重复步骤①-④，利用硅碳棒加热模块将焊接试件加热至100℃重复步骤⑤-⑥，上述步骤重复试件的加热温度分别为100℃、200℃、300℃、400℃、500℃；⑧通过将常温与不同温度下测量的应力-应变曲线进行对比分析，并分析温度梯度于焊接工件残余应力之间的关系；⑨通过以上的对比分析后，就能够获取温度梯度与残余应力之间的关系，进而通过温度梯度就能对焊接过程中的残余应力进行有效的预测，为保障焊接质量提供可靠的数据支持。
2焊接残余应力的控制消除措施2.1焊前措施①对焊接结构进行科学合理的设计，这就能从根本上对残余应力进行有效的控制，将其控制在合理的范围内。
在实际的设计过程中，需要进行焊接连接的结构应该尺寸合理、构造简单以及厚薄均匀等。
同时，还要对其材质进行科学合理的设计，优选性能优良的材料，这就能在一定程度上减少焊接过程中所产生的残余应力，提高焊接结构的合格率。
②对焊接工艺进行科学合理的设计，要充分结合焊接的实际情况，有针对性的选定焊接工艺，尽可能减少焊接接头数量，各个焊缝之间的要保留有足够的距离，避免焊缝之间互相影响，而且在焊接的过程中，焊缝之间不得交叉，尽量避免出现十字焊缝，还要确保焊缝与高应力区之间具有足够的安全距离，进而避免焊接残余应力的产生。
2.2焊后措施①热处理消除法。
热处理是非常常用的消除残余应力方法，其中的退火措施在消除残余应力上具有非常良好的效果。
在退火过程中，工件的加热温度越高、保温时间越长，其退火效果也就越好，即能够消除大部分的残余应力。
但是过高的退火温度也会给工件造成不利影响，高温能够加速工件表面的氧化速度，大大提高工件金相发生变化的概率，严重时会影响工件的机械强度和表面特性，大大缩短工件的使用寿命。
因此，采用热处理法时，需要对加热温度进行科学合理的控制，避免给工件造成过多的负面影响。
②拉伸消除法。
对于不适合采用退火处理的工件，可以采用拉伸的方法，进而消除其中的残余应力。
对于压力容器或者压力管道上的焊缝，可以将其两侧局部加热到200℃，进而在焊缝处形成一个高温区，再对压力容器或者压力管道施以外力，对其进行拉伸处理，进而能够减小并消除焊接残余应力。
此外，在进行拉伸的过程中，要对拉力进行严格的控制，确保将其控制在合理的范围内，避免其超过规定的拉力，进而确保拉伸消除残余应力的效果。
③机械振动法。
机械振动法是采用偏心轮和变速电机带动工件进行振动，通过共振产生的循环应力来以此消除焊接残余应力。
当工件所受到的交变载荷达到一定的数值后，在该载荷的多次振动作用下，焊接结构中的残余应力会逐渐变小。
实施机械振动法的设备简单、成本较低、工作时间短以及不存在表面氧化的问题，在实际的工作过程中得到了非常广泛的应用。
④爆炸消除法。
爆炸消除法是通过在焊接构件存在残余应力的区域施加一定量的炸药，并将炸药按照一定的方向进行引爆，通过爆炸产生的冲击波在残余应力区形成一定的塑性变形，进而能够有效的消除残余应力。
但是爆炸消除法的效果受到爆炸当量和方向的影响，在实际操作的过程中，需要对其进行科学合理的论证，进而确保爆炸效果。
3结语总而言之，焊接是一种非常常用的连接方式，通过焊接能够将工件进行牢固的连接，但是焊接过程中的残余应力会对焊接质量造成不利影响，因此，为了确保焊接质量，尽可能避免残余应力的产生，就要对焊接残余应力的形成过程进行科学合理的模拟研究，在此基础上，就能够采取有针对性的控制消除措施，进而将焊接工件的残余应力控制在合理的范围内，将其所造成的不利影响降到最低，为焊接质量提供可靠的保障。
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1投稿约定1）本刊录稿贯彻“文责自负与编辑加工相结合”的原则，作者要严格遵守国家有关保密规定，不得泄露国家机密。
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中文摘要：字数以不超过200字为宜，要求简明扼要，用语规范。
关键词：要求准确规范，一般不少于3个（关键词最好有英文翻译）。
正文：稿件观点明确、数据准确可靠．推理合乎逻辑、内容充实、结构严谨、文字精练、通顺易懂。
稿件一般不少于4000字。
要求条理清晰，用语规范，文字简炼。
基金资助项目：获得基金赞助的论文应注明基金项目名称及项目编号。
计量单位：文中须采用国家法定计量单位。
公式图表：公式图表应清晰准确。
参考文献：应按国家规范撰写。
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