焊接应力产生的原因及处理方法
焊接应力集中产生的原因
焊接应力集中产生的原因
焊接应力集中产生的原因有以下几个：
1. 焊接过程中的热应力：焊接时，焊缝周围会发生瞬时的加热和快速冷却，导致焊缝区域出现热应力。
由于焊接瞬时温度变化大，热应力也会集中在焊缝周围的细小区域上。
2. 结构变形引起的机械应力：焊接过程中，金属结构会经历热膨胀和快速冷却的过程，导致结构变形。
这些变形会引起机械应力的集中，尤其是在焊缝附近。
3. 材料的残余应力：焊接完成后，由于金属的瞬时热胀冷缩以及变形，会在焊接区域产生残余应力。
这些应力会集中在焊缝附近，导致焊后应力集中。
4. 焊接接头的几何形状：焊接接头的几何形状也是影响应力集中的因素之一。
例如，焊缝的形状、厚度变化、形状不规则等都会导致应力在局部区域集中。
焊接应力的集中会导致焊接接头的强度减小，并可能引起裂纹的产生和扩展。
为了减少焊接应力集中，可以采取一些措施，如合理设计焊接接头的几何形状、采用适当的焊接工艺、预热和后热处理等。
焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施
焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施摘要：焊接是一种特殊而又重要的加工工艺，随着焊接技术的发展，一个重要技术课题是控制焊接件的焊接变形以提高产品制造精度，使焊件焊后加工量减少或不加工即可用于精度要求高的机械产品中，因此，了解焊接应力产生机理，掌握结构件焊接变形规律，在焊接工艺中采取措施进行控制和消除，从而保证焊接质量。
本文主要探讨了焊接应力与焊接变形产生的原因及控制措施，以供参考。
关键词：控制焊接变形；焊接应力；措施1焊接变形的概念焊接变形主要是指在焊接过程中由于焊接工作而导致的焊接件变形。
焊接变形的开始时间是焊接开始的一瞬间。
焊接变形结束的节点是焊接结束后焊接件的温度降低到焊接初始温度。
焊接变形有两种情况，第一种是焊接过程中出现的焊接变形；第二种是焊接完成后出现的焊接变形。
2.随焊挤压旋转控制法在对铝合金框架车身弧焊焊接应力进行控制的多种方法中，随焊挤压旋转控制法，即WTRE的应用，能够有效改善铝合金框架车身结构中焊接接头位置的性能和组织结构，细化焊缝结晶的晶粒大小，使晶粒具有杂乱的生长方向，进而提高铝合金焊缝位置的力学性能。
实践显示，在采用了随焊挤压旋转控制法之后，铝合金材料焊接接头能够增强40MPa左右的抗拉强度。
除此之外，对于热裂纹，随焊挤压旋转控制法也能发挥良好的控制作用。
而且，随焊挤压旋转控制法的操作方法和设施都比较简便，能够优化操作人员的工作强度和环境，在自动化操作方面也具有显著的优势。
随焊旋转挤压控制法是在铝合金焊缝冷却凝固的时候，对其使用圆柱挤压头进行挤压旋转，焊缝金属因此会出现拉伸应变，同附近位置的残余拉应力互相抵消，最终实现降低铝合金框架车身由于失稳而产生应力变形的可能。
随焊挤压旋转控制法应用过程中的挤压旋转装置的主要构成部件包括挤压头、焊枪、焊接夹具以及填丝机构。
其中，挤压头需要对铝合金框架车身的焊缝位置同时施加垂直压力和旋转力，机械装置和挤压头本身的重力是垂直压力的主要来源，电动机则为挤压头提供旋转动力。
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。
焊接应力产生的原因及处理方法
在冷热加工过程中，产生残余应力，高者在屈服极限附近。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。并且由于残余应力的松弛，使零件产生翘曲，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力，是十分必要的。
焊后消除应力处理：
1、整体热处理：消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度，保温20~40h，可基本消除全部残余应力。
另外还有爆炸消除应力。
2、局部热处理：大型焊接结构，受加热炉的限制或要求不高时采用这种方法。可采用火焰、红外、电阻、感应等加热方式，应保持均匀加热并具有一定的加热宽度。低合金高强钢，一般在焊缝两侧各100~200mm。
（2）对结构刚度的影响：焊接残余应力降低结构的刚度。
（3）对受压构件承载力的影响：焊接残余应力降低受压构件的承载力。
（4）对低温冷脆的影响：增加钢材在低温下的脆断倾向。
（5）对疲劳强度的影响：焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。
焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。
热时效（TSR）是将构件由室温（或不高于150℃）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，达到消除残余应力的目的，可以保证加工精度和防止裂纹产生。
振动时效（VSR）又称振动消除应力法，是将工件（包括铸件、锻件、焊接构件等）在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，以振动的形式给工件施加附加应力，当附加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的残余应力，使尺寸精度获得稳定的一种方法。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。
焊接应力与变形
喷水冷却；紫铜散热板
如图示
返回本章首页
圆筒体对接焊缝焊接顺序 返 回
散热法示意图 返 回
不对称焊缝的焊接 先焊
后焊 返 回
长焊缝（1m以上）焊接 总体的焊接方向
２
分段退焊示意图
５
返 回
反变形法
焊接之前
焊接后 返 回
将焊件固定在刚性平台上。 薄板拼接时的刚性固定
将焊件组合成刚性更大或对称的结构 T形梁的刚性固定和反变形
工字梁的扭曲变形
返回本章首页
焊接残余应力基本知识
一、焊接残余应力的分类
1. 按产生应力的原因分 （1）热应力 （2）组织应力（相变应力） （3）凝缩应力应力 （4）拘束应力 （5）氢致应力
2. 按应力存在的时间分 （1）焊接瞬时应力 （2）焊接残余应力
二、焊接残余应力的分布
1. 纵向残余应力 x的分布
利用焊接夹具增加结构的刚性和拘束。 对接拼板时的刚性固定
利用临时支撑增加结构的拘束。
防护罩焊接时的临时支撑
返
回
控制残余应力的措施
1. 设计措施 1）尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸。 2）避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够 的 距离。
3）采用刚性较小的接头形式。 减小接头的刚性措施
2.工艺措施
交叉焊缝的焊接 返 回
受力最大的焊缝应先焊 返 回
加热“减应区”法
黄色的区域代表焊缝
返
红色的区域代表加热区域
回
焊接残余变形的矫正
1）机械矫正法：平板机、千斤顶（5-300吨手动液压千 斤顶顶起的最大高度是160-180mm）
卷板机（最多可4辊）
如图示
2）火焰矫正法：将伸长的部分加热 500℃-800℃（褐 红色）然后自然或强冷
影响焊接应力和焊接变形的因素及控制措施
影响焊接应力和焊接变形的因素及控制措施摘要：本文主要探讨了电站管道焊接过程中常见的焊接变形和焊接应力产生的主要因素，以及焊接变形和焊接应力的控制措施，希望对以后的焊接工作有一些帮助。
关键词：焊接变形，焊接应力，热循环，焊接工艺，控制目前火力发电朝着大容量机组发展，来满足日益增长的用电需求和达到节能减排的重要目标。
而在火电建设事业中，焊接技术成了一个关键的课题。
在施工过程中，由于焊接产生的焊接变形和残余应力，严重影响着工程的质量、安装进度和使用性能。
增大了电厂运行的安全隐患。
因而，急需分析其产生的原因，并积极采用合理的方法予以控制。
焊接过程实际上是在焊件局部区域加热后又冷却凝固的热循环过程，由于不均匀的温度场，导致焊件不均匀的膨胀和收缩，从而使焊件内部产生焊接应力并引起焊接变形。
焊接应力与变形对接头的性能有着较大影响，使得焊件强度、韧性下降。
因此将对焊接变形产生原因及其影响因素进行分析，针对不同的焊接施工过程特点，采取不同的措施进行处理，以达到降低或消除焊接变形的目的。
1、影响焊接变形的因素及控制措施1.1焊缝截面积的影响焊缝截面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵向，横向的影响趋势是一致的，而且是主要的影响。
因此，在壁厚相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大。
1.2焊接热输入的影响一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大。
1.3焊接方法和焊接工艺参数的影响不同焊接方法引起的收缩量也不同。
当焊件的厚度相同时，单层焊的纵向收缩比多层焊收缩大，这是因为多层焊时，先焊焊道冷却后阻止了后焊焊道的收缩。
焊接工艺参数的影响主要为线能量。
一般规律是，随着线能量的增加，压缩塑性变形区扩大，因而收缩量增大。
1.4接头形式的影响在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方法等因素条件相同时，不同的接头形式对纵向、横向变形量有不同的影响。
在电站管道焊接中，接头形式一般是对接接头并且是单面焊双面成型。
焊接应力产生的原因及处理方法
焊接应力产生的原因及处理方法焊接是一种常见的金属连接方法，常用于制造业和修复工程中。
然而，焊接过程中产生的焊接应力却是一个常见的问题，可能导致焊接结构的变形、开裂甚至破坏。
了解和处理焊接应力是非常重要的。
一、焊接应力的原因1. 温度梯度引起的收缩应力：焊接过程中，焊接区域会受到短时间内的高温冲击，而周围区域的金属温度则较低。
这样的温度梯度将导致焊接区域产生热收缩，而周围区域则保持相对稳定，从而引起焊接应力。
2. 相变引起的体积变化：在焊接过程中，金属的结构可能发生相变，如固态相变或晶体结构重排。
这些相变往往伴随着体积的变化，从而引起焊接区域的应力。
3. 材料匹配问题：如果焊接材料与基材存在差异，如化学成分、热膨胀系数等方面的不匹配，焊接过程中可能会引起应力。
4. 焊接变形的限制：焊接过程中，由于局部加热和相变的影响，金属可能发生形状变化。
而焊接变形的限制，如约束或夹具，会阻碍焊接结构的自由变形，从而产生应力。
5. 焊接过程参数的选择：焊接过程中的工艺参数选择不当，例如焊接速度、电弧电流或电压等方面的选择错误，可能导致焊接区域过热或冷却不充分，进而产生焊接应力。
二、焊接应力的处理方法1. 预热和后热处理：预热焊接材料可以减少焊接区域的温度梯度，从而降低焊接应力的产生。
后热处理可以通过对焊接结构进行加热和冷却的控制，缓解或消除焊接应力。
2. 选择合适的焊接材料：选择合适的焊接材料，包括焊丝、焊条和填充材料，可以减少焊接区域与基材之间的差异，从而降低焊接应力。
3. 使用轻量化结构设计：在焊接结构的设计过程中，考虑减少焊接材料的使用量，避免产生不必要的焊接应力。
4. 控制焊接过程参数：通过合理选择焊接速度、电流、电压等参数，控制焊接过程的热输入和冷却速度，从而降低焊接应力的产生。
5. 合理约束和夹具设计：在焊接过程中，合理约束和夹具的设计可以防止过大的焊接变形，减少焊接应力的产生。
三、对焊接应力的个人观点和理解焊接应力是焊接过程中的一个常见问题，对于确保焊接结构的长期稳定和性能的发挥至关重要。
焊接应力产生原因及去应力方法
焊接应力产生原因及去应力方法摘要：焊接从本质上来说是一种融化和再凝固的工艺过程，因凝固时间不同，导致先后凝固部分相互作用而产生了内应力。
这种内应力再焊接制造过程中往往带来的都是不好的质量结果，所以我们需要分析其产生原因，针对性采取措施减少焊接应力以及消除焊接应力。
关键词：焊接应力；去应力引言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。
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。
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。
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。
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 减少焊接应力的措施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。
焊接件消除内应力的方法
焊接件消除内应力的方法
焊接件消除内应力的方法可以分为以下几种:
1. 变形控制:焊接变形是焊接件内应力的主要原因之一,因此可
以通过控制焊接变形,减少内应力的产生。
控制焊接变形的方法包括
控制焊接速度、焊接位置、焊接角度、焊接应力等因素。
2. 冷却处理:在焊接过程中,可以通过给予适当的冷却处理,降
低焊接接头的热应力,从而减轻内应力。
冷却处理的方法包括冷焊、
暂停焊接等。
3. 应力消除技术:应力消除技术是指在焊接过程中,通过施加一
定的压力或通过其他手段将焊接件内部的应力消除,从而减轻内应力
的产生。
常见的应力消除技术包括水压试验、超声波焊接、激光焊接等。
4. 组织调整:在焊接接头的组织调整中,可以通过改变焊接接头
的熔池形态、晶体组织、裂纹倾向等方面,调整焊接接头的组织和性能,从而减轻内应力的产生。
5. 后处理方法:在焊接完成后,可以通过后处理方法,如后热、砂轮抛光、表面涂层等,改善焊接接头的外观和性能,减轻内应力的产生。
需要注意的是,不同的焊接件、不同的内应力状况和不同的应用
场景,可以采用不同的消除内应力方法。
因此,在实际应用中,需要根
据具体情况选择适当的方法。
焊接应力与变形产生的原因及对策
焊接应力与变形产生的原因及对策
焊接过程中，由于焊接热量的作用，会引起材料的膨胀和收缩，从而产生应力和变形。
这些应力和变形会影响焊接件的尺寸精度、强度和耐久性，甚至导致焊接件出现裂纹和变形失效。
造成焊接应力和变形的原因主要有以下几个方面：
1. 热应力：焊接过程中，由于焊接热量的作用，使得焊接区域的温度急剧升高，从而引起材料的扩张和收缩。
这种温度差异会产生热应力，导致焊接件发生变形和应力。
2. 冷却应力：焊接完成后，焊接件会迅速冷却，冷却速度过快会导致焊接件表面和内部温度梯度过大，产生冷却应力，进而引起应力和变形。
3. 材料不匹配：焊接材料的热膨胀系数、熔点、硬度等物理性质不同，容易导致焊接区域产生应力和变形。
4. 焊接结构设计不合理：焊接结构设计不合理，如焊接位置不当、焊接接头不够强壮等，容易导致应力集中和变形。
针对焊接应力和变形的问题，可以采取以下对策：
1. 控制焊接热量：采用合适的焊接参数，控制焊接热源的大小和位置，以减少焊接区域的温度梯度，从而降低应力和变形。
2. 加强冷却措施：在焊接完成后，采取适当的冷却措施，如缓慢冷却、局部加热等，以减少焊接件的冷却速度，从而降低冷却应力。
3. 选择合适的焊接材料：选择合适的焊接材料，如选择热膨胀
系数和熔点相似的材料，可以减少焊接区域的应力和变形。
4. 优化焊接结构设计：优化焊接结构设计，加强焊接部位的加强设计，采用适当的焊接方式和焊接技术，可以减少应力集中和变形。
总之，采取合适的对策，可以有效地控制焊接应力和变形，提高焊接件的质量和性能。
焊接应力产生的原因及处理方法
文章标题：深度探讨焊接应力产生的原因及处理方法一、焊接应力产生的原因1.1 热应力在焊接过程中，局部加热和冷却会使焊接点处产生热应力，进而产生变形和应力积累。
1.2 材料变形焊接时，在材料受热膨胀的作用下，局部产生变形，从而造成焊接应力。
1.3 结构不稳定受到焊接应力影响，材料内部结构变化，导致受力不均匀，进而加剧应力积累。
二、焊接应力的处理方法2.1 预测和分析通过先进的模拟技术和计算方法，对焊接结构的应力情况进行准确预测，为后续处理方法的选择提供指导。
2.2 合理的结构设计在焊接结构的设计过程中，结合实际情况，合理安排焊接接头的位置和结构，减小应力的产生。
2.3 使用退火处理通过对焊接结构进行退火处理，降低材料内部的应力，减小应力积累的程度。
2.4 使用残余应力衰减方法采用振动、冷却、锯切等方法，使焊接结构中残余应力得以衰减，进而减小结构变形和损坏的可能性。
总结与回顾通过深入探讨焊接应力产生的原因及处理方法，我们发现预测和分析、合理的结构设计、使用退火处理以及残余应力衰减方法等手段是降低焊接应力的有效途径。
在实际工程中，我们需要充分了解材料的物理特性和焊接过程的影响，合理选择处理方法，以确保焊接结构的质量和稳定性。
个人观点和理解作为文中的作者，我认为在处理焊接应力时，我们需要在事先对应力进行充分的预测和分析，并且在实际操作中，合理地运用各种处理方法，以确保焊接结构的质量和稳定性。
焊接应力的处理是一个综合性问题，需要结合材料特性、结构设计和处理方法，进行全面的考量，从而达到最佳的处理效果。
以上就是我撰写的关于焊接应力产生的原因及处理方法的文章，希望能够帮助您更深入地理解这个主题。
焊接是一种广泛应用于工程领域的连接方法，但焊接过程中会产生焊接应力，这对焊接结构的质量和稳定性都会产生一定的影响。
对于焊接应力的产生原因和处理方法进行深入的探讨，对于工程领域的从业者和研究人员都具有重要的意义。
在焊接过程中，焊接点处会产生热应力、材料变形和因结构不稳定所导致的焊接应力。
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。
焊接变形与应力产生的根本原因
第一节 焊接变形与应力产生的原因
二、焊接变形与应力产生的原因
当金属杆件在加热过程中受到阻碍，其长度不能自由
增长，则在杆件中将产生内部变形。如果内部变形率的 绝对值小于金属屈服强度时的变形率，说明杆件中受到 小于σs的应力。当杆件温度恢复到T0时，如果允许杆件 自由收缩，则杆件将恢复到原来的长度L0，杆件中也不
消除残余应力的措施
织与性能） 1.高温回火（改变金相组 两侧压应力区域局部加 热） 2.热塑性法（在焊接接头 3.机械拉伸法 1.弯曲共振法 4.振动法：利用振动产生 的交变应力来消除部分 残余应力 2.扭曲共振法
注：振动法的优点，从应力消除效果看，振动法比用同样大 小的静载拉伸效果好，且具有设备简单，价廉，处理成本 低，时间短，无高温回火的金属氧化问题等优点。
工艺措施
工艺原则
1.先焊收缩量较大的焊缝 焊缝 2.先焊工作时受力较大的 1.采用合理的焊接顺序和 方向 3.在拼板时，应先拼焊错 开的短焊缝 然后在焊直通的长焊缝 刚性较大、自由度较小 的焊缝时，可采用 2.在焊接封闭焊缝后其他 的自由度 反变形法来增加焊缝处 3.锤击或碾压焊缝 4.焊接时预热和跟踪加热
存在应力。
第一节 焊接变形与应力产生的原因
如果杆件温度升得较高，使其内部变形率大于金属屈
服时的变形率，杆件中不但产生达到屈服极限的应力， 同时还产生压缩塑性变形。在杆件温度恢复到T0的过程中， 若允许自由收缩，最后杆件比原来长度缩短ΔLp，杆件 中也不存在内应力。
如果不能自由收缩，则会在杆件中产生内应力。
1.机械矫正法：
焊接应力与焊接变形产生的原因及控制措施
浅析焊接应力与焊接变形产生的原因及控制措施摘要：随着社会不断地进步，对于高新科技的精密性要求越来越严格，焊接也慢慢被逐步要求现代化、大型化等多种趋势发展，而传统意义的焊接中会产生多种很难规避的质量问题，如何发展采取措施减小金属在焊接过程中不产生焊接应力和焊接变形，在现实中具有非常重要的意义。
关键词：焊接应力；变形：原因；控制中图分类号：tg404 文献标识码：a1焊接应力与焊接变形产生的原因1.1焊接应力产生的原因焊接应力产生的主要原因是因为在焊接过程中局部会产生高温引起形状或尺寸的变化，焊缝的内应力和母材压应力数值平衡，焊接口也冷却到原始温度后，这时候应力状态就叫做焊接应力。
1.2焊接的不均匀受热焊接过程中是向母材焊口之间加热，目的是为了让焊材局部产生高温使得母材部分融化粘合在一起，从而完成焊接的过程。
所以让焊材局部产生高温，使得其不均匀受热是焊接的第一步。
对母材进行不均匀加热，在其持续加热的过程中，只要达到母材的熔点温度，就会构件就会产生可塑性变形，一般情况下，粘合冷却后就会产生一定的焊接残余应力。
而在其中个别过程中，由于不均匀受热，焊件的变形方向和焊后的变形方向是相反的，在其中焊件的应力一般分布是不均匀的，一旦完成整个焊接后，焊口附近的残余应力一般是属于拉应力。
1.3焊接变形产生的原因在焊接过程中是把母材的焊口局部加热到高温状态，导致焊材材质上温度不均匀，并且焊接热循环的过程中会使得组织内部发生转变，体积变化的过程中会受到体积并未发生变化时的阻碍，这样焊接口就会产生变形，这就是焊接变形产生的主要原因。
1.4金属组织的变化一般焊接过程中持续把母材局部温度加热，金属内部的体积组织状态也就会发生变化，金属为固体状态时成键作用是金属阳离子与其他自由电子之间会有相互作用，并无分子间的作用力，所以其物理属性和化学属性均取决于金属键，在焊接过程中局部持续加热，焊口部分金属熔化，金属键产生断裂。
当焊缝金属重新冷却后，由于它与母材金属之间是紧密联系的，而焊缝金属并不能自由重新收缩成熔化前的形状，由此也会产生焊接应力和变形。
焊接应力产生的原因
焊接应力产生的原因焊接应力是焊接过程中产生的一种内应力，它是由于焊接热量引起的材料的热膨胀和冷却收缩不一致所引起的。
焊接应力对焊接接头的性能和使用寿命有重要影响，因此对焊接应力的产生原因进行深入研究具有重要意义。
焊接应力的产生与焊接过程中的温度变化密切相关。
焊接过程中，焊条或电弧产生的高温使焊接材料局部加热，从而引起了热膨胀。
而当焊接结束后，焊接接头迅速冷却，冷却收缩使焊接材料产生收缩应力。
由于焊接接头不同部位的温度变化不一致，导致焊接接头产生不均匀的热膨胀和冷却收缩，从而产生焊接应力。
焊接应力的产生与焊接接头的几何形状和尺寸有关。
焊接接头的形状和尺寸会影响焊接过程中的热传导和热膨胀。
例如，当焊接接头的截面积不均匀时，不同部位的热传导和热膨胀也会不同，从而产生应力。
另外，焊接接头的几何形状如角焊缝、T形焊缝等也会导致焊接应力的产生。
这是因为焊接过程中，焊条或电弧的热量会聚集在这些焊缝的顶点或边缘，从而引起局部的热膨胀和冷却收缩，产生应力。
焊接应力的产生还与焊接材料的性质有关。
焊接材料的热导率、热膨胀系数和冷却收缩率等性质都会影响焊接过程中的热传导和热膨胀。
例如，热导率较低的材料在焊接过程中热量传导较慢，容易产生局部的热膨胀和冷却收缩，导致应力集中。
而热膨胀系数和冷却收缩率较大的材料在焊接过程中会有较大的体积变化，从而产生较大的应力。
焊接应力的产生还与焊接过程中的约束条件有关。
焊接接头在焊接过程中受到约束，无法自由变形，从而产生应力。
约束条件包括焊接接头的固定方式、焊接接头与母材的连接方式等。
当焊接接头受到较大的约束时，焊接应力会更加显著。
焊接应力的产生是由于焊接过程中的热膨胀和冷却收缩不一致所引起的。
焊接应力的产生与焊接过程中的温度变化、焊接接头的几何形状和尺寸、焊接材料的性质以及焊接过程中的约束条件密切相关。
深入研究焊接应力的产生原因，对于提高焊接接头的质量和性能具有重要意义。
通过选择合适的焊接材料、优化焊接接头的几何形状和尺寸、合理控制焊接过程中的温度变化和约束条件等方法，可以有效减少焊接应力的产生，提高焊接接头的可靠性和使用寿命。
焊接残余应力产生的原因
焊接残余应力产生的原因
有关焊接残余应力产生的原因，一般有以下几个方面：
一、材料特性
1、被焊接材料性质不同及材料表面厚度不均匀：（1）金属材料的性质不同对应用力反应不相同，会产生不同的残余应力。
（2）焊接材料表面厚度不均匀，材料厚度增加，内应力随之增大，这就会在焊接处产生残余应力。
二、焊接参数
1、焊接电流过小：焊接电流偏小，温度过低，焊接温度无法达到焊接所需温度，焊接过程中未能将应力完全消除，热处理发生在焊接部位，可能会形成残留应力。
2、焊接工艺不当：焊接电流过大，会产生较大的残余应力；相反，焊接电流过小，过热区域也会产生残余应力，同样会形成残余应力。
三、焊接结构
1、焊接结构不当：焊接结构不合理，或大的部件复杂的焊接结构，将无法确保获得足够的冷却，可能会形成残余应力。
2、焊接接头固定不当：焊接接头没有足够的固定力，将会存在部分焊接接头浮动，从而使热应力释放无法得到满足，将会形成残余应力。
- 1 -。
焊接应力集中产生的原因
焊接应力集中产生的原因首先，焊接过程中产生的热应力是导致焊接应力集中的主要原因之一、焊接时，焊缝处的材料受到高温的热变形影响，产生热应力。
由于热膨胀系数不同，焊接区域受到的热应力较大。
当高温冷却后，焊接区域会产生冷却收缩，使焊接区域产生应力集中。
其次，由于焊接接头的几何形状和尺寸不合适，也会造成焊接应力集中。
焊接接头的尺寸和几何形状对焊接应力的分布有着重要的影响。
如过大的焊接角度和焊接长度，会导致焊接区域的应力集中；而过小的焊接角度和焊接长度，则会增加应力的分散，降低应力集中的程度。
此外，焊接材料的选择和热处理也会对焊接应力集中产生影响。
焊接材料的强度和塑性特性会对焊接接头的应力分布产生影响。
选择材料强度不匹配或塑性不足的焊接材料时，会导致焊接处的应力集中，从而使焊接接头易发生破裂。
另外，焊接接头在焊接后进行热处理时，也会产生应力重新分布，从而影响焊接应力的集中程度。
此外，焊接工艺参数的选择不当也会造成焊接应力集中。
焊接过程中的焊接电流、焊接速度、焊接电压等工艺参数的选择对焊接接头的应力分布有着重要的影响。
当工艺参数选择不当时，比如过高的焊接速度或过大的焊接电流，会导致焊接区域的应力集中，从而影响焊接接头的强度和可靠性。
最后，焊接接头的初始应力状态和焊接过程中的焊接变形也会对焊接应力集中产生影响。
焊接接头在焊接之前存在一定的初始应力状态，如残余应力和变形等，焊接过程中的焊接热循环会对这些应力状态产生影响，从而形成焊接应力集中。
而焊接过程中的焊接变形也会导致焊接区域的应力集中，当焊接变形不均匀或过大时，容易发生应力集中。
综上所述，焊接应力集中是由多种因素综合作用产生的。
在焊接工程中，应根据具体情况选择合适的焊接材料、工艺参数和几何形状，进行必要的热处理，以降低焊接应力集中的程度，提高焊接接头的可靠性和强度。
焊接应力产生的原因及处理方法
焊接应力产生的原因及处理方法标题：焊接应力产生的原因及处理方法导语：在焊接工艺中，焊接应力是一种常见的问题，它可能导致构件变形、开裂等严重的质量问题。
为了更好地理解焊接应力的产生原因及处理方法，本文将从深度和广度两个方面对该主题进行全面评估，以期为读者提供有价值的信息和启示。
一、焊接应力的产生原因1. 材料热收缩差异：焊接过程中，材料因受热而膨胀，当冷却时会发生热收缩。
不同材料的热膨胀系数差异较大，导致在焊接过程中产生应力。
2. 相变引起的体积变化：某些材料在焊接过程中经历相变，如共晶反应或相变析出等，会导致体积的瞬间变化，从而引发焊接应力。
3. 焊接变形限制：焊接接头的几何形状和位置限制了焊接变形的释放途径，导致应力集中在焊接区域，进而产生焊接应力。
二、焊接应力的处理方法1. 控制焊接温度：控制焊接过程中的温度，使其在允许的范围内进行，以减少热膨胀引起的应力。
2. 优化焊接序列：在焊接过程中，按照从外围到内部、从低应力到高应力的顺序焊接，以减少焊接应力的积累和集中。
3. 热处理：对焊接后的构件进行适当的热处理，如回火、退火等，以减少焊接应力的残留。
4. 预应力：通过施加适当的拉力或压力，预先引入相反方向的应力，以抵消焊接应力。
5. 设计优化：在构件设计阶段就考虑焊接应力的问题，通过调整结构形状、选择合适的焊接方法等方式，减少应力的产生。
个人观点和理解：焊接应力是焊接过程中不可避免的问题，但我们可以通过合理的控制方法来减少其产生。
在我看来，焊接应力的处理是一项需要综合考虑材料、焊接工艺和结构设计等因素的任务。
只有在整个焊接过程中的每个环节都加以重视和精益求精，才能有效地减轻焊接应力对构件的影响。
总结：本文对焊接应力的产生原因进行了深入分析，并提出了一系列处理方法。
通过控制焊接温度、优化焊接序列、热处理、预应力和设计优化等措施，我们可以最大限度地降低焊接应力的影响，提高焊接质量。
在实际工程应用中，我们需要综合考虑各种因素，并选择合适的方法来应对焊接应力问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．焊接应力的分类
焊接过程是一个先局部加热，然后再冷却的过程。
焊件在焊接时产生的变形称为热变形，焊件冷却后产生的变形称为焊接残余变形，
这时焊件中的应力称为焊接残余应力。
焊接应力包括沿焊缝长度方向的纵向焊接应力，垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。
2．焊接残余应力对结构性能的影响
（1）对结构静力强度的影响：焊接应力不影响结构的静力强度。
（2）对结构刚度的影响：焊接残余应力降低结构的刚度。
（3）对受压构件承载力的影响：焊接残余应力降低受压构件的承
载力。
（4）对低温冷脆的影响：增加钢材在低温下的脆断倾向。
（5）对疲劳强度的影响：焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显
不利影响。
焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭
曲变形等。
焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和
变形的根本原因。
减少焊接应力与变形的工艺措施主要有：
一、预留收缩变形量。
根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加
工时预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。
二、反变形法。
根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的
方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。
三、刚性固定法。
焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到
室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。
此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。
四、选择合理的焊接顺序。
尽量使焊缝自由收缩。
焊接焊缝较多的
结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接
处产生裂纹。
如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分
布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。
五、锤击焊缝法。
在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤
击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而
减小焊接应力和变形。
六、加热“减应区”法。
焊接前，在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可有效减
小焊接应力和变形。
七、焊前预热和焊后缓冷。
预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部
分的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从
而减少焊接应力与变形。
焊后消除应力处理：
1、整体热处理：消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加
热温度和保温时间。
低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度，保温20~40h，可基本消除全部残余应力。
另外还有爆炸消除应力。
2、局部热处理：大型焊接结构，受加热炉的限制或要求不高时采用
这种方法。
可采用火焰、红外、电阻、感应等加热方式，应保持均匀
加热并具有一定的加热宽度。
低合金高强钢，一般在焊缝两侧各
100~200mm。
3、机械拉伸、水压试验、温差拉伸、振动法等这几种方法只能消除
20~50%的残余应力，前两种方法在生产上广泛应用。
焊接后进行去应力处理，有自然时效处理（时间长，去应力不彻底，）、震动时效（效率高，费用低，只能去除焊接应力的70%左右）人工加热时效（时间短费用较高，能100%去除焊接应力，同时能进行去氢处理）。
采用大型燃油退火炉，进行焊后退火处理。
采用多点加热、多
点温度控制方式，温控采用热电偶自动控制仪表控制加热，使炉内
各部温度均匀的控制在退火温度，保证工件的退火，同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子，消除了焊接件的氢脆。
在冷热加工过程中，产生残余应力，高者在屈服极限附近。
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。
并且由于残余应力的
松弛，使零件产生翘曲，大大的影响了构件的尺寸精度。
因此降低构
件的残余应力，是十分必要的。
传统的时效方法有：热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。
后两种方法应用较少，这里不作介绍
自然时效(NSR)是将工件长时间露天放置（一般长达六个月至一
年左右），利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放，
在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。
由于周期太长和占地面积大，仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想，目前应用的较少。
热时效（TSR）是将构件由室温（或不高于150℃）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，达到消除残余应力的目的，可以保证加工精度和防止裂纹产生。
振动时效（VSR）又称振动消除应力法，是将工件（包括铸件、
锻件、焊接构件等）在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，以振动的形式给工件施加附加应力，当附加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的残余应力，使尺寸精度获得稳定的一种方
法。
这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。
近年来在国内
外都得到迅速发展和广泛应用。
振动时效艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。
与热时效相比，它无需宠大的时效炉，可节省占地面积与昂贵的设备投资。
因此，目前对长达几米至几十米和桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件或加工精度要求较高的工件，较多地采用了振动时效。
生产周期短。
自然时效需经几个月的长期放置，热
时效亦需经数十小时的周期方能完成，而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。
使用方便。
振动设备体积小、重量轻、便于携带。
由于振动处理不受场地限制，振动装置又可携带至现场，所以这种工艺与热时效相比，使用简便，适应性较强。
节约能源，降低成本。
在工件共振频率下进行时效处理，耗能极少，能源消耗仅为热时效的3~5%，成本仅为热时效的8~10%。
其他。
振动时效操作简便，易于机械化自动化。
可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。
是目前唯一能进行二次时效的方法，但
消除应力率只能达到80%。