消除焊接残余应力的方法

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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。

电焊操作中如何进行消除应力和纠正变形

电焊操作中如何进行消除应力和纠正变形电焊是一种常见的金属连接方法，但在焊接过程中，往往会产生应力和变形。

这些问题如果不及时消除和纠正，会对焊接件的质量和性能造成不良影响。

因此，掌握消除应力和纠正变形的方法是电焊操作中的重要技能。

一、应力的产生和影响在电焊过程中，由于高温和冷却速度的不均匀，焊接件会发生热胀冷缩现象，导致应力的产生。

这些应力会引起焊接件的变形，甚至会导致裂纹和变形不可逆的情况。

应力的产生主要有两种情况，一是焊接过程中的热应力，二是焊接后的残余应力。

热应力主要是由于焊接过程中焊缝和母材的温度差异引起的，而残余应力则是由于焊接完成后焊接件冷却过程中产生的。

应力对焊接件的影响是多方面的。

首先，应力会导致焊接件的变形，使其失去设计要求的形状和尺寸。

其次，应力会降低焊接件的强度和韧性，增加了断裂的风险。

此外，应力还会引起焊接件的应力腐蚀和应力开裂等问题，严重影响焊接件的使用寿命。

二、消除应力的方法为了消除焊接过程中产生的应力，可以采取以下几种方法。

1. 预热和后热处理：通过提前加热焊接件和焊缝，使其温度均匀，减少热应力的产生。

而后热处理则是在焊接完成后，对焊接件进行再次加热和冷却，以减少残余应力。

2. 适当调整焊接顺序：对于大型焊接件，可以将焊接分为多个工序进行，以减少热应力和残余应力的积累。

先焊接低应力区域，再焊接高应力区域，有助于平衡应力的分布。

3. 控制焊接参数：合理控制焊接电流、电压和焊接速度等参数，可以减少焊接过程中的热应力。

同时，选择合适的焊接材料和焊接方法，也可以降低应力的产生。

三、纠正变形的方法焊接过程中产生的变形是一个常见的问题，但也可以通过以下方法进行纠正。

1. 机械纠正：利用机械手段对焊接件进行调整，恢复其原本的形状和尺寸。

常用的机械纠正方法包括冷弯、热弯和压力纠正等。

2. 热处理：通过再次加热和冷却焊接件，使其发生形状改变，从而纠正焊接过程中的变形。

常用的热处理方法包括局部加热、整体加热和局部冷却等。

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。

减少焊接接应力和焊接变形的措施

减少焊接接应力和焊接变形的措施1.选择适当的焊接参数：根据材料的种类和厚度选择合适的焊接电流、电压和焊接速度等参数，以降低焊接接应力和变形的风险。

同时，选择低温软化点的金属填充材料，如铜等，可以降低焊接接应力。

2.采用适当的焊接序列：通过改变焊接顺序，可以降低焊接过程中的接应力和变形。

在多次焊接时，从最中心的部位开始焊接，逐渐向两边延伸。

这样可以避免焊接热量集中在一个地方，减少局部热变形。

3.采用预热和后热处理：预热可以提高焊接材料的可塑性，改善焊接接头的焊接性能。

一般情况下，预热温度为焊接材料的临界温度的50%-70%。

预热后的焊接接头，在焊接完成后应进行后热处理，即将焊接接头加热至临界温度以下保温一段时间，然后缓慢冷却，以进一步消除焊接接头内应力。

4.使用焊接夹具：焊接夹具可以固定工件，减少焊接过程中的变形。

夹具应设计合理，以便保证焊接接头位置准确，但对于自由热变形而言，应当尽量减少夹具的使用。

5.控制焊接热输入量：合理控制焊接过程中的热输入量，以确保焊接接头不过热。

可以采用间歇焊接的方法，在焊接过程中适时停止加热，让工件冷却一段时间以减少热输入。

6.采用适当的接头形状：通过改变焊缝的形状，可以减少焊接过程中的接应力。

一般情况下，V型焊缝和锂阳角焊缝对于减少焊接变形效果较好。

7.选择适当的焊接方式：对于大型工件，可以采用多层焊接或间断焊接的方式进行，以减少焊接材料的热量。

对于特殊形状的工件，可以选择其他焊接方法，如电阻焊、激光焊等。

8.控制冷却速度：焊接完成后，要注意控制冷却速度，避免过快的冷却。

可以采用包裹式焊接，焊接完毕后用保温材料将焊接接头包裹起来，使其缓慢冷却，以减少残余应力。

消除焊接残余应力的方法

消除焊接残余应力的方法焊接是一种常见的连接方法，但往往会在焊接过程中产生焊接残余应力。

这些残余应力可以导致焊接材料的变形和裂纹，影响焊接结构的稳定性和强度。

因此，消除焊接残余应力对于确保焊接结构的质量和可靠性至关重要。

下面将介绍几种常见的消除焊接残余应力的方法：1. 预热和后焊热处理：预热是在焊接之前加热焊接材料的方法，可以提高焊接材料的可塑性，降低焊接残余应力的产生。

后焊热处理是在焊接完成后对焊接区域进行加热处理，通过退火、正火或淬火等方法，使焊接结构的组织和性能得到调整和改善，从而减少焊接残余应力。

2. 堆焊：堆焊是在焊接接头上堆积焊条或焊丝，增加焊接材料的体积并形成一定的凸起。

通过堆焊，可以使焊接区域的残余应力分布更均匀，降低焊接接头的变形和残余应力。

3. 振动消除法：振动消除法是利用机械振动的力量来消除焊接残余应力。

通过在焊接过程中施加外力或机械振动，可以改变焊接材料的晶格结构和分子排列方式，使焊接结构中的残余应力得到释放，从而达到消除焊接残余应力的目的。

4. 加工消除法：加工消除法是通过机械或热加工来消除焊接残余应力。

例如，采用热冲压、磨削、切削等方法对焊接结构进行加工，可以改变其形状和尺寸，从而减小残余应力。

5. 冷却消除法：冷却消除法是利用焊接材料的热膨胀系数差异来消除焊接残余应力。

通过在焊接过程中控制焊接材料的冷却速度，可以使焊接结构在冷却过程中产生相应的热应力，从而消除焊接残余应力。

6. 松弛应力消除法：松弛应力消除法是通过施加外力来消除焊接残余应力。

通过对焊接结构施加拉伸、压缩、扭曲等外力，可以使焊接结构的应力场重新分布，降低焊接残余应力。

在实际应用中，常常会按照实际需要，结合不同的方法来消除焊接残余应力。

同时，选择合适的焊接方法、焊接参数和焊接材料也是消除焊接残余应力的重要因素，对于提高焊接质量和可靠性具有重要的影响。

总之，消除焊接残余应力是确保焊接结构质量和可靠性的重要措施之一。

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。

焊接残余应力分析及消除方法

焊接残余应力分析及消除方法一、什么是焊接应力焊接应力，是焊接构件由于焊接而产生的应力。

焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。

焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。

当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。

在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。

焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观。

二、焊接应力的危害焊接残余应力对焊件有 6个方面的影响：①对强度的影响：如果在高残余拉应力区中存在严重的缺陷，而焊件又在低于脆性转变温度下工作，则焊接残余应力将使静载强度降低。

在循环应力作用下，如果在应力集中处存在着残余拉应力，则焊接残余拉应力将使焊件的疲劳强度降低。

焊件的疲劳强度除与残余应力的大小有关外，还与焊件的应力集中系数应力循环特征系数和循环应力的最大值有关其影响随应力集中系数的降低而减弱，随的降低而加剧，随的增加而减弱。

当接近于屈服强度时，残余应力的影响逐渐消失。

②对刚度的影响：焊接残余应力与外载引起的应力相叠加，可能使焊件局部提前屈服产生塑性变形。

焊件的刚度会因此而降低。

③对受压焊件稳定性的影响：焊接杆件受压时，焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加，可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳，杆件的整体稳定性将因此而降低。

残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。

残余应力对非封闭截面（如工字形截面）杆件的影响比封闭截面（如箱形截面）的影响大。

④对加工精度的影响：焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。

焊件的刚度越小，加工量越大，对精度的影响也越大。

⑤对尺寸稳定性的影响：焊接残余应力随时间发生一定的变化，焊件的尺寸也随之变化。

焊件的尺寸稳定性又受到残余应力稳定性的影响。

⑥对耐腐蚀性的影响：焊接残余应力和载荷应力一样也能导致应力腐蚀开裂。

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。

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。

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。

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。

防止和减小焊接应力的措施有哪几种

防止和减小焊接应力的措施有哪几种?[ 标签：焊接应力,措施]任时光匆匆流回答:2 人气:7 提问时间:2011-01-07 19:22答案利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力焊后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。

据利用预热法来控制焊接残余应力构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。

焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减小焊接残余应力。

利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力焊接时，加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，就能减小焊接应力，这种方法称为“加热减应区法”，加热的部位就称之为“减应区”。

利利用高温回火来消除焊接残余应力由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。

1、整体高温回火将整个构件放在炉中加热到一定温度，然后保温一段时间再冷却。

通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉，这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。

回火时间随构件厚度而定，钢按每毫米壁厚l~2min计算，但不宜低于30min，不必高于3h，因为残余应力的消除效果随时间迅速降低，所以过长的处理时间是不必要的。

2、局部高温回火只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。

消除应力的效果不如整体高温回火，此方法设备简单，常用于比较简单的、刚度较小的构件，如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。

利用温差拉伸法来消除焊接残余应力温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同，主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。

温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热，在焊炬后面一定距离，用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。

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。