压力容器焊接应力的消除(谷风资料)
压力容器焊后消除应力热处理(2009年8月13日)
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2.哪些压力容器及主要受压元件需焊 后消除应力热处理？ 哪些压力容器及主要受压元件需焊 后消除应力热处理？笔者认为：应按 照GB150 10.4.1款和GB151 6.4、6.8 款（指拼接管板、管箱和浮头盖）判 定。凡符合GB150 10.4.1款和GB151 6.4、6.8款规定的压力容器及主要受 压元件均应进行焊后消除应力热处理。
果好，因此在条件具备的情况下，应 优先选用炉内整体热处理方法。
� 对于球形储罐和大型压力容器可 採
取使用现场整体消除应力热处理方法。 � 由于焊后局部消除应力热处理的效 果较炉内整体消除应力热处理差，因 而《容规》和标准对局部消除应力热 处理方法的应用作出了较为明确的限 制。目前局部消除应力热处理只限应 用于B、C、D类焊接接头以及球形封头 与园筒连接的A类焊接接头。
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� GB/T9452－2003“热处理炉有效加热区
测定方法”等安全技术规范和标准之中。 因而在使用过程中出现了理解上的不 一致和偏差。为了满足钢制压力容器 焊后消除应力热处理的要求，保证钢 制压力容器的安全质量，本文将重点 讨论钢制压力容器焊后消除应力热处 理中常见的一些问题，并就此提出笔 者的认识和看法。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵபைடு நூலகம்
≤2 ≤4 ≤5 ≤6 ≤8 ≤10
（1）允许用修改量程的方法提高分辨力。
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JB/T10175规定：热处理炉的每个加热区至 少有两支热电偶，一支接记录仪表，另一 支接控温仪表，安放在有效加热区内，其 中一个仪表应具有报警功能。 每台热处理炉必须定期检测有效加热 区，检测周期见表3，检测方法按GB/T9452 的规定，其保温精度应符合表2要求。应在 明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检 验合格证。热处理炉只能在有效加热区检 验合格证规定的有效期内使用。
压力容器焊接残余应力的消除对策
压力容器焊接残余应力的消除对策摘要：本文从压力容器焊接应力的形成及其可能产生的危害入手，综合国内压力容器实际工作制造、使用情况，详细分析了几种常见的压力容器焊接应力消除技术，并对这几种方式进行了简单的评估，以期能够减少我国压力容器事故，为相关工作人员提供一定的技术参考。
关键词：压力容器；焊接；残余应力；消除对策引言经过不断的研究与实践证明，压力容器一经焊接，预应力的产生就无法避免，虽然我们目前已经初步掌握了压力容器的产生机理，但是不同的焊接工艺、施焊工序，甚至不同的外形尺寸，都会影响残余应力的分布和峰值。
因此，需要针对具体情况选择有针对性的方式消除或者减小焊接残余应力，提高压力容器的质量。
1焊接残余应力的形成及危害1.1残余应力的形成压力容器在经过焊接步骤后，在焊缝的区域会有残余应力产生，这是因为在焊接的过程中压力容器由于受热不均匀导致内应力达到了材料的屈服极限，局部区域产生了塑形的变型，当温度慢慢降低到原始状态后，内应力并没有消失，依旧存在于结构之中，因此被称为残余应力。
1.2残余应力的危害首先，残余应力的危害表现在焊接区收缩过程中受到阻力而发生拉应变，当超过材料的最大拉应变时，焊接区域会产生裂纹，残余应力会与焊缝中残存的氢结合，还会促使热影响区硬化，导致冷裂纹及延迟裂纹的产生；其次，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；最后，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蚀。
2残余应力消除对策2.1超载法在能够控制的范围内，对容器施加稍大于其工作状态的外载荷，该载荷形成的应力与容器局部存在的焊接残余应力相叠加，合成应力低于材料屈服极限时呈弹性状态，应力与应变成直线关系；当合成应力达到材料屈服极限时，局部区域便产生塑性变形，随着外加应力值的增加，合成应力达到屈服极限的范围增大，产生塑性变形的范围也应相应增大，但应力值没有增加，或者增加很少。
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】随着科学技术的不断进步，压力容器广泛应用于各行各业之中，起到了非常重要的作用。
但由于压力容器的结构非常复杂而大多数条件下都是安装在室外等非常恶劣的条件下，并且还有极高的安全和质量要求，这都给我们的压力容器制造工作带来了大量的工作难题。
因此，本文笔者根据个人多年来的相关行业工作经验，并结合我国压力容器制造行业实际情况，先对消除焊接残余应力的方法进行分析，继而阐述压力容器制造中消除焊接残余应力方法的评估及建议，希望可以有效地控制压力容器的制造质量，同时起到抛砖引玉的作用，并推动我国压力容器制造业的不断向前发展。
【关键词】压力容器焊接残余应力评估对策一、前言随着压力容器的大规模应用，其质量问题也成为人们关注的焦点，因此我们制造单位更要严格把关，控制好每一台压力容器的质量，为人民群众的生命财产安全负责，而在制造的过程中压力容器的焊接残余应力的消除更是其中的重点以及难点。
当压力容器在焊接完成后，会在部分焊缝区域产生出残余应力。
由于在焊接过程中温度的不均造成的内应力超过了金属的屈服极限使得部分地区产生了变形，当温度降到常温后，由于无法消除而残留在结构中的内应力就叫做残余应力。
残余应力的分布状态以及峰值大小会对容器造成应力腐蚀以及疲劳破坏等消极影响。
经过调查分析，在容器的焊接过程中，产生残余应力是不可避免，但是由于焊接工艺、施焊程序以及容器外观尺寸等的区别，他们造成的残余应力的大小也不一样，分布的区域也是不同的，所以我们需要不同的方法以及对策来分别对其进行消除残余应力的工作，在保证质量的前提下，尽量获得最多的效益并保证压力容器能够长期、安全、平稳的使用，这样才能实现双赢。
二、消除焊接残余应力的方法1.超载法在适当条件下通过对容器施加一定的外载荷来达到消除残余应力的目的的方法叫做超载法。
通过将焊接造成的残余应力与在和形成的应力叠加形成合成应力，若材料的屈服极限高于合成应力时，材料会出现弹性状态且应变效果和应力大小呈直线关系；若材料的屈服极限等于合成应力，会使得产生的塑性变形随着外载荷的增加而增大，并且达到的屈服极限的范围也不断扩大，在塑性变形范围增加的同时，应力值略微增加或保持不变。
压力容器压力管道焊接知识(谷风参考)
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外部缺陷有表面裂纹、表面气孔、咬边、凹 陷、满溢、焊瘤、弧坑等，这些缺陷主要与 焊接工艺和操作技术水平有关。还有些是外 观形状和尺寸不合要求的外部缺陷，如错边、 角变形和余高过高等。
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内部缺陷有气孔、夹渣、裂纹、未焊 透、未熔合等。
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2.2 焊接缺陷的危害
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手工电弧焊的缺点：
（1）生产效率较低，这是由于使用的焊接电 流上限不高，焊条熔敷速度较低，加之在焊 接过程中需要不断的更换焊条，增加了辅助 时间；
（2）焊条的利用率较低；
（3）焊接质量的好坏受焊工操作水平的影响 很大。
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1.2 埋弧自动焊
埋弧焊的原理是，电弧在一层颗粒状的可熔 焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露，利用电弧 所产生的热量来熔化焊丝、焊剂和母材金属 而形成焊缝的方法。
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1.3.1 钨极氩弧焊
通常又称作“TIG”焊，为非熔化极气体保 护焊。以燃烧于非熔化电极（钨棒）与焊件 间的电弧作为热源，电极和电弧区及熔化金 属 都用一层氩 气保护，使 之与空气隔 绝。
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钨极氩弧焊具有下列独特的优点：① 惰性气体与任何金属不起化学反应， 熔池金属不发生冶金变化。
压力容器焊接基础
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1、常用焊接方法及原理简介
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1.1 焊条电焊弧
一、焊条电弧焊的基本原理 焊条电弧焊通常用英文简称SMAW表示。 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧 焊方法。 焊条电弧焊的过程如图所示： 气——渣联合保护的熔化焊。
焊接件消除应力的方法
焊接件消除应力的方法焊接是一种常见的金属连接方法，但在焊接过程中会产生应力，这些应力可能会导致焊接件出现变形、裂纹等问题。
为了消除这些应力，需要采取一些方法来处理。
本文将介绍几种常用的焊接件消除应力的方法。
1. 预热和后热处理：预热是指在焊接前将焊接件加热至一定温度，以提高焊接材料的延展性，减少应力产生。
后热处理是指在焊接后将焊接件再次加热至一定温度，并保持一段时间，使焊接材料的组织得到调整和稳定，消除应力。
这两种热处理方法可根据不同材料和焊接件的要求进行选择和操作。
2. 冷却速度控制：焊接时产生的热量会导致焊接件快速冷却，从而产生应力。
合理控制冷却速度可以有效减少应力的产生。
一种常用的方法是采用缓慢冷却的方式，即在焊接完成后，将焊接件放置在适当的环境中自然冷却，避免突然冷却引起的应力集中。
3. 退火处理：退火是一种通过加热和冷却的方式来减轻焊接件应力的方法。
退火的目的是通过改变焊接材料的组织结构，使其达到均匀、稳定的状态，从而消除应力。
退火处理的温度和时间需要根据具体焊接材料和焊接件的要求进行确定。
4. 换向焊接：换向焊接是一种将焊接方向交替进行的方法，可以减少焊接件上的应力集中。
通过交替的焊接方向，可以使应力分散到整个焊接区域，减少焊接件的变形和应力集中现象。
5. 压力焊接：压力焊接是一种在焊接过程中施加压力的方法，可以有效减少应力的产生。
通过施加合适的压力，可以使焊接件在焊接过程中保持形状稳定，减少变形和应力集中。
6. 选择合适的焊接参数：焊接参数的选择会直接影响焊接件的质量和应力情况。
合理选择焊接电流、焊接速度、焊接角度等参数，可以减少应力的产生。
不同焊接材料和焊接方式都有相应的最佳参数范围，需要根据具体情况进行调整。
7. 辅助加热和热处理：对于大型或复杂结构的焊接件，可以采用辅助加热和热处理的方法来消除应力。
通过在焊接过程中对焊接区域进行局部加热，可以使焊接件的温度分布更加均匀，减少应力的产生。
压力容器中焊接残余应力的消除策略
压力容器中焊接残余应力的消除策略摘要：压力容器在焊接之后，会在焊缝处产生一定的残余应力，对容器的质量会产生一定的影响，而且，根据容器焊接的具体情况的不同，焊接残余应力的大小也会有所差别，为了降低残余应力对焊接容器造成的质量影响，需要采取有效的方法消除容器焊接中产生的残余应力。
关键词：压力容器;焊接;残余应力;消除前言对压力容器焊接残余应力的消除方法主要有辐射加热法、锤击法、超载法等，作者结合自身多年经验，主要从这几方面消除焊接残余应力的方法进行分析。
1.焊接残余应力的概述所谓焊接残余应力，就是在焊接的过程中，由于加热温度场不均匀，使得内应力达到材料的屈服极限，造成材料的局部产生变形的现象，在温度降低到原始均匀状态后，残留在材料结构中的内应力就是焊接的残余应力[1]。
焊接残余应力的分布状态以及峰值大小对容器的应力腐蚀开裂以及疲劳破坏有着直接的影响，而且，容器在焊接的过程中残余应力是不可避免的，残余应力与容器的焊接工艺、外形尺寸、焊接程序等有着直接的关系，要避免或降低焊接残余应力对容器的影响，必须要了解残余应力的原理，才能有效的消除焊接容器的残余应力。
2.压力容器中焊接残余应力的消除策略2.1 辐射加热消除残余应力辐射加热消除残余应力的策略，主要是由热源把热量辐射至容器的金属表面，然后再由金属表面将热量传导至其他的方向，经常用到的辐射加热方式如电阻炉加热法、火焰加热法、红外线加热法等，实践效果非常显著。
压力容器中焊接的残余应力主要是因为焊接处与整体结构之间的温差引起的，而要降低或消除焊接的残余应力，主要就是对焊接处以及容器整体结构之间的温差进行控制，而辐射加热的方式，可以将热量传道给容器，根据实际的焊接情况，对温差进行有效的控制，可以有效的实现消除压力容器残余应力的效果。
2.2 锤击法消除残余应力捶击法主要是通过工具对容器的焊接缝隙金属进行迅速而均匀的锤击，在锤击之下会产生横向塑性伸展，这样能够使容器的焊缝收缩得到补偿，当然，具体的补偿程度与实际的情况有着直接的联系，这种操作主要是为了能够让焊接部分的残余应力弹力在拉伸的情况下变的松弛，从而达到消除部分焊接残余应力的目的[3]。
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。
浅谈压力容器中焊接残余应力的危害及消除对策
浅谈压力容器中焊接残余应力的危害及消除对策摘要：阐述了压力容器焊接残余应力的危害及消除对策，综合国内外资料，结合实践，对当前在压力容器设计中如何选择既保证质量又经济适用的消除应力的方法予以评述、分析和比较，并提出建议。
关键词：压力容器；残余应力；消除对策；热处理压力容器焊接后，结构焊缝区会产生残余应力。
它是由于焊接时不均匀加热的温度造成的内应力达到材料屈服极限，是局部区域产生塑性变形，当温度回到原始的均匀状态以后，内应力仍然残留在结构中造成的，称残余应力。
焊接残余应力的峰值大小、分布状态直接对容器的疲劳破坏和应力腐蚀开裂等产生不良影响[1]。
1 焊接残余应力的危害研究证明，容器一经焊接，残余应力就不可避免地同时伴生。
它的存在对结构在制造使用过程中会造成以下几种危害：1.1残余应力对结构在制造过程中的不利影响焊接残余应力可能导致再热裂纹的产生，会造成结构的返修，且焊接残余应力、淬硬组织和焊缝金属中扩散氢的联合作用，接头可能产生冷裂纹，成为使用过程中的危害。
1.2残余应力对结构在使用过程中的不利影响主要表现在以下几个方面：降低结构的承载能力，缩短使用寿命；消耗材料的塑性，使材料的塑性变形能力降低而变脆；加速应力腐蚀开裂；在结构使用中造成变形；加速蠕变和影响结构的尺寸稳定。
由于以上种种原因，对于一些在低温、高温或高压条件下工作的结构、盛装腐蚀性介质的压力容器，在焊后应采取措施以消除焊接残余应力。
2焊接残余应力的消除对策2.1 热处理法通过消除应力退火或高温回火的焊后热处理方法，利用高温使金属材料屈服点下降和蠕变现象来松弛焊接残余应力。
采用热处理法进行消除应力处理时有以下两种方法：一种是整体热处理，另一种是局部热处理。
整体热处理法是将焊接好的整个容器按一定的加热速度加热到500℃—Ac1的温度，并保持一段时间，使变形金属再结晶形成新的等轴晶粒，各种晶体缺陷基本消除，金属强度降低，韧性提高，使焊接残余应力得到消除、释放而解除[2]。
焊接应力的消除方法
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。
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。
• 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。
振动焊接
• 振动焊接又称为振动调制焊接、随焊振动；在振动时效标准附录中，已确认为可与振动时效进行 组合的工艺之一。其不改变原有的焊接工艺，在焊接过程中，通过激振器对构件注入频率和振幅 可控的振动，即形成振动焊接。这种振幅的振动，势必对焊接熔池和热影响区产生一定的作用：
• （1）、当焊缝在金属熔融状态下，由于振动使气泡、杂质等容易上浮、排除。 • （2）、再结晶过程中振动晶粒，有利于晶粒细化； • （3）、温度大于600摄氏度的区域，材料在强度逐步恢复、冷却的过程中，伴随振动的热塑性变
谢谢大家
焊接应力的消除பைடு நூலகம்法
目 录
什么是焊接应力 焊接应力的危害 焊接应力的消除方法
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。
压力容器消除应力热处理工艺介绍
压力容器消除应力热处理工艺守则1．容器的消除应力工作应按图纸或工艺规定进行。
2．容器装炉时，应选用合适的形支座，支座应放在二平面上，接触不好的地方，用垫铁或耐火砖垫紧。
3．容器上的密封面和高精度螺孔应进行保护，密封面油拌石粉的混合糕状物，螺栓孔石棉绳。
3．加热温度：Q235-B、Q235-C、20g、12CrMo、15MnV为600～650℃16MnR为600～650℃。
15MrMn为640～680℃其它类型材料按工艺规定进行。
5．保温时间：碳钢按每1mm厚度3分钟，普通低合金钢按1mm厚度4～4分钟（一般情况下按4分钟计算）。
6．升温时度：一般直径大、截面厚、形状复杂件，升温慢些、反之则快些。
原则是不加升温快，火焰长而使局部过热，产生变形或破坏热处理件的性能，升温速度不得超过5000/δs℃/h（δs为焊接接头处钢材厚度mm），且不得超过200℃/h，最小可为50δs℃/h。
7．升温时，加热区内任意5000mm长度内温差大得大于120℃。
炉温高于400℃时，加热区降温速度不得超过6500/δs℃/h，且不得超过260℃/h，最小可为50℃/h，冷却时开始速度要缓慢，待炉温冷到300℃，即可出炉空冷。
夏天时可以在400℃时出炉空冷。
8．对于需要调头退火的产品，其重复加热部分长度不应小于1500mm，一并对露在炉外部分，按实际情况在筒体上包扎一段1000mm长的石棉布保温层，以减小温度梯度，减小热应力。
9．对于薄壁容器，形状复杂的设备，可适当减低退火温度，但消除应力持续时间要加长，对碳钢可参阅下表一进行，对普通合金钢，则应按此表时间适当加长25～40％。
加热温度25mm厚的钢材，消除应力持续时间600℃ 1小时 相当于0.416mm/min560℃ 2小时 相当于0.208mm/min540℃ 3小时 相当于0.140mm/min510℃ 5小时 相当于0.083mm/min480℃ 10小时 相当于0.0415mm/min10．有热处理要求的容器，产品试板应随炉一起处理，试板应放在容器上，不应放在炉口附近。
焊接件焊接应力如何消除【干货技巧】
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。
焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观。
焊接残余应力对焊件有6个方面的影响：1、对强度的影响2、对刚度的影响3、对受压焊件稳定性的影响4、对加工精度的影响5、对尺寸稳定性的影响6、对耐腐蚀性的影响焊接应力的消除方法：01整体高温回火（消除应力退火）将整个焊接结构加热到一定温度（根据具体工件金属材质而定），保温一段时间，在冷却。
可以消除80%-90%的残余应力。
应用最为广泛的一种应力消除工艺。
02局部高温回火只针对焊缝及其周围部分局部回火，消除应力效果不如整体回火。
设备较简单，适用于结构较简单，拘束度较小工件，诸如长筒形容器，管道接头，长构件的对接接头等。
03机械拉伸法对焊接工件进行加载，使得焊接压缩塑性变形区得到拉伸，减少焊接引起的局部压缩变形量，来降低应力。
常见的有水压试验，水压压力大于容器的使用压力，水压试验的同时对容器进行了一次机械拉伸。
消除部分焊接引起的应力。
04温差拉伸法（低温消除应力）在焊缝两侧各一个适当宽度用氧乙炔火焰加热。
在焊枪后边一定距离喷水冷却。
焊枪火焰冷却喷水以相同速度移动。
形成一个两个温度高（峰值约200摄氏度）焊接区域温度低（约100摄氏度）。
两侧金属因受热膨胀对温度较低的焊接区进行拉伸，产生拉伸塑性变形。
来抵消原来的压缩塑性变形。
从而消除内应力。
常用于规则焊缝厚度小于40毫米的板壳结构，应力的消除。
05振动法针对焊缝区域进行振动。
使得振源与结构发生稳定的共振。
利用稳定共振产生的变载应力，使焊缝区产生塑性变形。
达到消除焊接应力的目的。
碳素钢及不锈钢金属结构使用振动法消除应力效果较好。
具有设备价格低廉，简单，处理成本低，时间短。
不会产生高温回火的氧化问题的特点。
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。
焊接的应力如何消除
精心整理焊接的应力如何消除？
一、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。
2．工艺措施：
（1）采用合理的装配和焊接顺序及方向①钢板拼接焊缝的焊接；②同时存在收缩量大和收缩量小的焊缝时，应先焊收缩量大的焊缝；③对工作时受力较大的焊缝应先焊；④平面交叉焊缝的焊接。
（2）缩小焊接区与结构整体之间的温差（预热法、冷焊法）
（3）加热“减应区”法
（4）降低接头局部的拘束度
（5）锤击焊缝
二、消除焊接残余应力的方法：
1．热处理法热处理法是利用材料在高温下屈服点下降和蠕变现象来达到松驰焊接残余应力的目的，同时热处理还可以改善接头的性能。
（1）整体热处理整体炉内热处理、整体腔内热处理整体加热热处理消除残余应力的效果取决于热处理温度、保温时间、加热和冷却速度、加热方法和加热范围。
保温时间根据板厚确定，一般按每毫米板厚1~2 min计算，但最短不小于30 min，最长不超过3h。
碳钢及中、低合金钢：加热温度为580~680℃；铸铁：加热温度为600~650℃。
（2）局部热处理局部热处理只能降低残余应力峰值，不能完全消除残余应力。
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加热方法有电阻炉加热、火焰加热、感应加热、远红外加热等，消除应力效果与加热区的范围、温度分布有关。
2．加载法加载法就是通过不同方式在构件上施加一定的拉伸应力，使焊缝及其附近产生拉伸塑性变形，与焊接时在焊缝及其附近所产生的压缩塑性变形相互抵消一部分，达到松驰应力的目的。
（1）机械拉伸法（2）温差拉伸法（3）振动法。
压力容器焊接应力的消除
压力容器焊接应力的消除、尸■、亠前言压力容器是工业生产过程中必不可少的重要设备，它广泛应用于化工、炼油、机械、动力、核能以及运输等工业部门。
随着工业不断发展，压力容器的操作条件越来越苛刻，压力从高真空到几万个大气压，温度从超低温到几千度，尺寸也越来越大，某反应堆容器内径达6m多，结构也越采越复杂。
同时，压力容器所处理的介质往往又是易燃易爆或有毒的，一旦发生事故，将给国家财产和人民生命带来不可估量的损失。
所以加强压力容器的制造质量控制是非常必要的。
1、焊接应力产生的机理及危害压力容器制造中，焊接和热处理是制造工艺中的关键工序。
在焊接过程中，存在着三种附加的内应力，即焊接接头各部位受热及冷却速度不同产生的热应力；金相组织变化产生的组织应力和施焊时容器结构本身的约束产生的拘束应力．如果焊接工艺控制不当，这些应力过大将导致裂纹萌生。
另外，由于材料的冷热加工成型工艺不当，将使受压部件韵成型尺寸超差，若再采用强制组装焊接的方法，还将引起附加的强制组装应力。
这些应力在一定条件下，影响着焊接结构的性能。
同时，对于某些结构件，所采用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺的不同，往往会引起焊接时产生轻微的空冷硬化现象．如效果。
据报导，美国1984年发生的一起单乙醇胺（MEA吸收器容器焊接接头破坏事故，导致1 7人死亡，财产损失超过一亿美元。
该容器为圆筒形，直径为，长度为16M壁厚为，是按照美国机械工程师学会（ASME）规程中的部分规定设计制造的，该容器主要充装丙烷和硫化氢，工作温度为'C,内压为10PMa据198S年发表的研究报告中公布的结果，其中一个原因就是因为该容器焊后来经热处理（这是因为ASM规程中没有规定），结果，焊接热影响区存在潜在的对裂缝敏感的冶金组织、硬度变化和残余应力，三种因素在不同化学介质和操作温度下，共同产生不同类型的、由使用诱发的裂缝。
该报告的建议中提出必须对可能产生热影响区硬化的焊接接头进行预热和焊后热处理，使将来出现问题的几率减到最小。
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。—罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
力热处理
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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压力容器焊接应力的消除
前言
压力容器是工业生产过程中必不可少的重要设备，它广泛应用于化工、炼油、机械、动力、核能以及运输等工业部门。
随着工业不断发展，
压力容器的操作条件越来越苛刻，压力从高真空到几万个大气压，温度从超低温到几千度，尺寸也越来越大，某反应堆容器内径达6m多，结构也越采越复杂。
同时，压力容器所处理的介质往往又是易燃易爆或有毒的，一旦发生事故，将给国家财产和人民生命带来不可估量的损失。
所以加强压力容器的制造质量控制是非常必要的。
1、焊接应力产生的机理及危害
压力容器制造中，焊接和热处理是制造工艺中的关键工序。
在焊接过程中，存在着三种附加的内应力，即焊接接头各部位受热及冷却速度不同产生的热应力；金相组织变化产生的组织应力和施焊时容器结构本身的约束产生的拘束应力．如果焊接工艺控制不当，这些应力过大将导致裂纹萌生。
另外，由于材料的冷热加工成型工艺不当，将使受压部件韵成型尺寸超差，若
再采用强制组装焊接的方法，还将引起附加的强制组装应力。
这些应力在一定条件下，影响着焊接结构的性能。
同时，对于某些结构件，所采用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺的不同，往往会引起焊接时产生轻微的空冷硬化现象．如效果。
据报导，美国1984年发生的一起单乙醇胺(MEA)吸收器容器焊接接头破坏事故，导致17人死亡，财产损失超过一亿美元。
该容器为圆筒形，直径为
2.6m，长度为16M，壁厚为25.4mm，是按照美国机械工程师学会(ASME) 规程中的部分规定设计制造的，该容器主要充装丙烷和硫化氢，工作温度为37.8'C，内压为10PMa。
据198S年发表的研究报告中公布的结果，其中一个原因就是因为该容器焊后来经热处理(这是因为ASME规程中没有规定)，结果，焊接热影响区存在潜在的对裂缝敏感的冶金组织、硬度变化和残余应力，三种因素在不同化学介质和操作温度下，共同产生不同类型的、由使用诱发的裂缝。
该报告的建议中提出必须对可能产生热影响区硬化的焊接接头进行预热和焊后热处理，使将来出现问题的几率减到最小。
由此可见，焊后残余应力的消除是至关重要的。
长期以来，传统的消除残余应力方法是采取焊后热处理方法，因为它是改进焊接接头质量的重要方法之一，但并不是唯一的方法。
下面对几种方祛加以介绍分析。
2、焊后热处理
焊后热处理，也称消除应力热处理或消除应力退火。
这一方法早巳被用来作为提高焊接产品质量的手段，并在世界各国标准和技术规程里作了具体规定。
然而对此使用的术语并不统一；以前一般称之为退火，近十年来，“焊后热处理的叫法巳在世界上得到确认。
焊后热处理可分为整体焊后热处理和局部焊后热处理。
2.1 整体焊后热处理
整体焊后热处理分为整体炉内焊后热处理和整体炉外焊后热处理。
2.1.1 整体炉内焊后热处理
当条件许可时，可将整个容器放入加热炉内进行整体热处理。
一般采说，
整体炉内焊后热处理去应力效果比较好，特点是加热和保温均匀，温度控制准确，消除应力的程度可以通过温度高低和保温时间长短来调节。
但值得注意的是，热处理是一个比较复杂的工序，它不仅消耗大量的能源，而且热处理进行不当；(如时间过长，温度过高等)，还会对结构和金属组织带来
不利的影响。
虽然整体炉内焊后热处理有许多优点，但应用此方法需要大型加热炉，消耗热能较大，费用较高。
同时制造大型热处理炉还有个利用率
的问题，如果设备利用率不高；则有些得不偿失。
而且对特大型容器，如球罐、核电设备的压力外壳等，也法在炉内进行，所以还需要进行整体炉外焊盾热处理
2.1.2整体炉外焊后热处理
当不具备大型加热炉，或容器在现场施工组焊而又需要整体焊后热处理时，这就需要进行整体外焊后热处理。
整体炉外焊后熟处理的一种方法是容器内远红外线辐射电加热法。
这种方法是采用高温远红外线加热片，在容器内部用支架将加热片合理布置，利用热电偶测温，温控仪控温，在容器外部用保温毡包裹保温的方法进行焊后整体热处理。
其特点是灵活性较大，设备投资较少；但操作比较麻烦，而且需要比较精确地计算热处理所需功率，并根据容器结构合理布置加热和选择测温点，去应力效果不如整体炉内焊
层热处理，但在不具备大型加热炉的条件下仍不失为一种较好的整体焊后热处理方法，适用于内件较少的容器。
目前我厂巳熟练掌握了此种焊后热处理方法，并已成功地完成了如半贫液闪蒸槽(此设备重38.2t，直径3.4m，长14m，且结构复杂)等十多台压力容器的整体炉外焊后热处理，效果良好。
整体炉外焊后热处理的另一种方法是热风法。
此法以丙烷、丁烷或天然气为燃料，产
生780℃的热风，用高温鼓风机送入容器内，容器外以绝热层保温，热风在容器内循环加热容器，达到消除应力的目的。
这种方法风量大，力口热均匀，能精确控制温度，适用于内件很多的容器。
但热风装置复杂，加热速度太慢，加热时间长达光焕发数天,输风管道长，热量损失大，需要大排风量鼓风机，设备耗费大。
此外还有内部燃烧法。
此法是把容器本身当作燃烧室，外部以绝热层保温，这种方法适用于大型球形容器的现场焊后热处理.
2.2局部焊后热处理
局部焊后热处理主要是对环焊缝进行消除应力处理。
局部消除应力处理不应用局部烘烤的办法,而应整个环缝进行。
它适用于大型压力容器或结构不能整体加热的场合，由于运输上的限制必须在现场合合组装的场合及现场的管道焊接等局部焊后热处理可分为下面几种。
2.2.1 远红外线辐射加热法
此法与整体炉外焊后热处理中的远红外线辐射片加热法相同，只是加热的方式也可在容器或者说管道的外部；远红外电加热器的型式也多种多样，有框式、片式、履带式、绳式、指式等。
这些加热器有结构简单，使用方便,上马快、节电效果显著等优点；也带有测温控温设施，灵活性比较大，对于焊缝返修和现场安装检修时进行局部焊后热处理，具有一定的优越性.
2.2.2 电阻丝加热法
将电阻丝编制成一定形状的加热装置，在要处理的焊缝处，通电加热。
这种装置可进行高达1000℃的热处理。
这种方法不仅可以从容器外部加热焊缝,也可将加热体放在容器内部环焊缝区，两侧用两片保温层隔离，构成一密闭空间，自成一加热炉。
2.2.3局部内部燃烧法
局部内部烧烧法是用档板将容器焊缝两侧一定范围内隔离,外来语部保温，构成一燃烧室。
下部装燃烧器加热，按容器组装珠序分成几段逐次处理。
局部焊后热处理还有工频感应加热法、燃气红外线发生器辐射加热法、低温火焰法等，总体来说，局部焊后热处理消除应力效果不如整体焊后热处理。
同时，在复杂结构中采用局部热处理时，应注意产生反作用内应力的可能性，这一点在实际应用中要给予重视。
3、机械消除应力处理
机械消除应力处理主要是采用振动方法用振动处理调整降低焊接残余应力(VSR)方法，就是在被处理的构件上施加一个激振力，强迫构件产生振动，经过一段时间后，能强化金属基体，降低残余应力并使，结构尺寸精度得到稳定。
目前国外已得到比较广泛的应用，国内在压力容器上应用的例子还不多见。
许多实验证明，用振动方法降低残余应力的效果可达到(70～80)%。
更重要的是它克服了热处理消除应力所引起的尺寸变化(变形)和耗资、耗能大等缺点，人工费仅为热处理的20％左右，能源费仅为热处理的5％，而且处理周期短(只需几十min，而热处理周期十几h)。
这种大量节约能源、经费、工时的新工艺方法将会越来越多地在压力容器上代替原来的热处理方法。