焊接应力的消除控制措施
焊接应力与变形及其预防和校正措施
焊接应力与变形及其预防和校正措施焊件不均匀局部加热和冷却是导致焊接应力和变形产生的根本原因。
1.焊接变形的基本形式a)收缩(纵向、横向)变形 b)角变形 c)弯曲变形 d)波浪变形 e)扭曲变形 f)错边(长度方向、厚度方向)变形σ>σs时,产生变形σ>σb时,产生裂纹,甚至断裂2.预防和减小焊接应力及变形的措施1)合理设计焊接结构(减少焊缝长度和截面积、尽量采用对称焊缝、避免交叉焊缝);2)焊前预热(焊后冷却时,加热区与焊缝同时收缩。
此法称为加热减应区法:如图a)焊前b)焊后);3)反变形法4)刚性固定法5)选择合理焊接顺序a)焊接顺序应能使焊件自由收缩 b)对称焊接法 c)长焊缝的分段焊法 d)工字梁的焊接方法6)锤击焊缝法3.焊接变形的校正1)机械矫正法a)压力矫正 b)锤击矫正变形的步骤2)火焰矫正法a)T形梁的火焰矫正 b)薄板波浪变形的火焰矫正4.焊接接头设计1)焊接结构应尽量选用型材成冲压件a)用四块钢板焊成 b)用两根槽钢焊成 c)用两根钢板弯曲后焊成 d)容器上的铸钢件法兰2)合理布置焊缝①焊缝布置应尽量分散a)、b)、c)不合理 d)、e)、f)合理②焊缝和位置应尽量对称布置a)、b)不合理 c)、d)、e)合理③尽量减少构件成焊件接头部位的应力集中a)不合理 b)合理④焊缝应避开最大应力和应力集中部位a)、b)、c)、d)不合理 e)、f)、g)、h)合理⑤对不同厚度钢板的受力对接接头,要采用工艺措施⑥在满足使用要求的前提下,应尽量减少焊缝对结构附加应力的影响a)次要焊缝影响主要受力构件 b)附加元件(卡箍)代替次要焊缝。
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。
焊接残余应力的消除方法
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,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。
控制变形及减小消除焊接应力的方法
控制变形及减小消除焊接应力的方法一、控制焊接变形的方法1、设计措施(1)选择合理的焊缝尺寸:焊缝尺寸增加,变形随之增大,但是过小的焊缝尺寸将降低结构的承载能力,并使焊接接头的冷却速度加快,热影响区硬度增高,容易产生裂纹等缺陷,因此应在满足结构承载能力和保证焊接质量的前提下,随着板的厚度来选取工艺上可能选用的最小的焊缝尺寸。
(2)尽量减少焊缝数量;适当选择板的厚度,减少肋板数量,从而可减少焊缝和焊接后变形的校正量,如薄板结构件,可用压型结构代替肋板结构,以减少焊缝数量,防止或减少焊后变形。
(3)合理安排焊缝位置:焊缝对称于焊件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴均可减少弯曲变形。
(4)预留收缩余量:焊件焊后纵向横向收缩变形可通过对焊缝收缩量的估算,在设计时预先留出收缩余量进行控制。
(5)留出装焊卡具的位置:在结构上留有可装焊夹具的位置,以便在焊接过程中可利用夹具来控制技术变形。
2、反变形法(1)板厚8~12mm钢板单边V型坡口对接焊,装配时反变形1.5°焊接后几乎无角变形。
(2)工字梁焊后因横向收缩引起的角变形,若采用焊前预先把上、下盖板压成反变形(塑性变形),然后装配后进行焊接,即可消除上、下盖板的焊后角变形。
但是上下盖板反变形量的大小主要与该板的厚度和宽度有关,同时还与腹板厚度和热输入有关。
(3)锅炉、集装箱的管接头都集中在上部,焊后引起弯曲变形所以要借用强制反变形夹紧装置,并配以对称均匀加热的痕迹顺序,交替跳焊法这样采用了在外力作用下的弹性反变形再配合以合理的受热的施焊顺序,焊后基本上可消除弯曲变形。
(4)桥式起重机的两根主梁是由左、右腹板和上、下盖板组成的箱型结构的为提高该梁的刚性,梁内设计有大、小肋板,且这些肋板角焊缝大多集中在梁的上部,焊后会引起下桡弯曲变形。
但桥式起重机技术要求规定,主梁焊后应有一定的上拱度,为解决焊后变形与技术要求的矛盾,常采用预制腹板上拱度的方法,即在备料时,预先使两块腹板留出上拱度。
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、减少焊接接应力和焊接变形的措施1.1、减少焊接应力的措施:1)、安装过程中的措施结采取合理的焊接顺序。
在焊缝较多的组装条件下,根据构件形状和焊缝的布置,采取先焊接收缩量较大的焊缝,后焊接收缩量较小的焊缝;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝。
在满足设计要求的条件下,尽量减小焊缝尺寸。
不应加大焊缝尺寸和余高,要转变焊缝越大越安全的观念。
在构件组装施工时,严禁强力对口和热膨胀法对口以减小焊接拘束度。
拘束度越大,焊接应力越大,尽量使焊缝在较小拘束度下焊接或在自由状态下施焊。
安装时焊接过程控制:对接接头的焊接采用特殊的左右两根同时施焊方式,操作者分别来取共同先在外侧起焊,后在内侧施焊的顺序,自根部起始至面缝止,每层次均按此顺序实施。
根部焊接,根部施焊应自下部超始出处超越中心线10mm起弧,与定位焊接接头处应前行10mm收弧,再次始焊应在定位焊缝上退行1Omm起弧,在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少15mm并填满弧坑;另一半焊接前应将前半部始焊及收弧处修磨成缓坡状并确认无未熔合即未熔透现象后在前半部焊缝上引弧。
仰焊接头处应用力上顶,完全击穿;上部接头处应不熄弧连续引带至接头处5mm时稍用力下压,并连弧超越中心线至少一个熔池长度(10一15mm)方允许熄弧。
次层焊接,焊接前剔除首层焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分,仔细检查坡口边沿有无未熔合及凹陷夹角,如有必须除去。
飞溅与雾状附着物,采用角向磨光机时,应注意不得伤及坡口边沿。
此层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊条,仰爬坡时电流稍调小,立焊部位时选用较大直径焊条,电流适中,焊至爬坡时电流逐渐增大,在平焊部位再次增大,其余要求与首层相问。
填充层焊接:填充层的焊接工艺过程与次展完全相同,仅在接近面层时,注意均匀流出1.5-2mm的深度,且不得伤及坡边。
面层的焊接,管贯面层焊接,直接关系到接头的外观质量能否满足质量要求,因此在面层焊接时,应注意选用较小电流值并注意在坡口边熔合时间稍长,接头重新燃弧动作要快捷。
消除焊接件应力的工厂方法
消除焊接件应力的工厂方法所谓工厂方法,就是立刻见效并且投资很小,极其具备操作性的方法。
某些焊接件,完工后存在极大应力。
比如,使用油压机压配合装配的工件,铸钢件,铸铁冷焊件。
消除应力的方法:1.日光暴晒!在夏天,如果产品不急于赶工,这是个最省钱的办法。
头天晚上把工件拖到露天,当中午2点太阳最毒辣的时候,立刻施焊。
然后让日光暴晒15天,应力得到基本消除。
适用于16Mn之类的结构件和铸钢件,不过弟兄们可就太辛苦啦,需事先预备水壶若干,诸葛行军散少许···,在此先行道乏。
2.敲击!首先用高速钢(报废钻头改,但不是所有钻头都是高速钢的,事先必须查明)磨削一个尖头锤,然后敲击焊缝,标准是每平方厘米至少15点,要敲出坑,切实产生强制变形,才有效果。
否则没用。
弟兄们偷懒不得啊!此法适用于结构钢件。
铸钢件敲击不要太狠了,铸铁件更要轻敲,但点数要增加一倍。
3.使用30度窄坡口!一般坡口都是60度,操作方便,但是焊接时间长,填充金属多,变形大,自然焊接应力就大。
使用窄坡口,不仅降低成本(焊条和焊丝价格比钢板贵至少2倍),提高操作速度(弟兄们对于高效率的工艺从来都是欢迎的),而且极大地降低应力。
除了薄板和特厚板,都适用。
就是对弟兄们的操作技能提出更高要求。
只要抓住一条,焊枪摆动时,坡口两端要停留时间足够(其实不超过0.3秒),看到坡口边缘已经熔化并且液态金属产生波纹才向另一侧摆动,就不会产生未熔合。
焊道层间打磨时要把熔渣除尽,X光检测保证条条焊缝都是I级片,一个缺陷都不会有。
接头要采用冷接法,事先把接头磨削成斜坡状,又美观质量又好。
4.强制加热!如果构件能够预热,后热,应力都能减小。
但是,一个拳头大的铸铁件用507焊条热焊都要两把气割枪加热,稍微大一点的铸件就无法有效加热,也就不能用507焊条热焊,而冷焊应力是比较大的。
怎么办?作一个10孔加热头就行了。
就像猪八戒那个耙子一样。
用20号气焊枪一把,其实气割枪火力更大,别用气割枪啊!回火爆炸了不负责啊!把喷嘴取下,用紫铜棒加工一个10孔加热头,图纸回头我上传过来,现在在王霸里边,然后对要焊接的铸件加热,火焰厉害得多!此法适用于铸铁,铸钢件。
降低焊接应力工艺措施口诀
降低焊接应力工艺措施口诀焊接应力是在焊接过程中产生的应力,它会对焊接部件造成变形和应力集中,进而影响焊接接头的质量和使用寿命。
为了降低焊接应力,提高焊接质量,需要采取一系列工艺措施。
本文将逐步介绍降低焊接应力的口诀和相应的工艺措施。
一、合理规划焊接顺序1. 确定焊接顺序时,应从内向外焊接,从中心向两侧进行,依次进行焊接。
从内向外焊接可以减少焊接应力在焊接过程中的积累,降低变形的程度。
2. 将大尺寸焊接件分成多个小尺寸的焊缝,分别进行焊接。
这样可以减少焊接应力的集中,降低焊接部件变形的可能。
二、控制预热温度和焊接速度1. 预热是降低焊接应力的重要手段之一。
在焊接前对焊接件进行预热,可以改善焊接材料的塑性和可变形性,从而降低焊接应力。
预热温度需要根据焊接材料的种类和厚度来确定。
2. 焊接速度过快会使焊接区域产生较大的温度梯度,增加焊接应力。
为了降低焊接应力,需要控制焊接速度,使其适中。
三、合理选择焊接参数1. 焊接电流和电压的选择应根据焊接材料和厚度进行合理调整。
通常情况下,较小的焊接电流和较低的电压可以减少焊接应力。
2. 控制焊接过程中的热输入量,避免过热和焊接过程中的温度梯度过大。
四、应用适当的焊接辅助材料1. 选用合适的焊接填充材料,如焊条或焊丝。
这些填充材料应具有良好的塑性和可变形性,能够有效缓冲焊接应力,减少变形。
2. 引入焊接辅助材料,如夹具、临时焊接支撑物等,来限制和平衡焊接变形。
五、采取后焊热处理措施1. 通过后焊热处理可以缓解焊接应力,改善焊接接头的组织结构和性能。
常用的后焊热处理方法包括回火、时效处理等,需根据具体情况选择合适的方法。
2. 后焊热处理一般需要在焊接完成后进行,但也可以在焊接过程中进行局部热处理,以降低焊接应力。
降低焊接应力是确保焊接接头质量和使用寿命的关键。
通过合理规划焊接顺序,控制预热温度和焊接速度,选择合适的焊接参数和辅助材料,以及采取后焊热处理措施,我们可以有效降低焊接应力,减少焊接变形,提高焊接质量。
消除焊接应力六种方法
消除焊接应力六种方法消除焊接应力的方法有很多种,下面将介绍其中的六种方法。
1. 预热方法:通过在焊接前对焊接部位进行适当的加热,能够减少焊接过程中材料的收缩,从而减少产生的应力。
预热的温度和时间应根据材料的种类和焊接条件的要求来确定。
2. 后热处理方法:在焊接完成后,对焊接部位进行再次加热处理。
后热处理可以通过热处理设备或火焰枪进行,可选择退火、正火、淬火等不同的处理方式。
后热处理可以改变焊接接头的组织结构,消除应力,提高焊接接头的机械性能。
3. 振动方法:通过在焊接过程中对焊接部位施加振动,能够有效地消除应力。
振动能够改变焊接接头的结构,使其更加均匀,减少焊接过程中产生的应力。
振动方法适用于各种类型的焊接,如电阻焊、摩擦焊等。
4. 退火方法:将焊接部位加热到一定温度后,保持一段时间,然后缓慢冷却。
退火能够改变材料的组织结构,消除应力,提高材料的抗拉强度和延伸率。
退火方法适用于焊接接头的后处理,可以通过不同的温度和时间来控制其效果。
5. 淬火方法:将焊接部位快速加热到一定温度后,迅速冷却。
淬火能够改善焊接接头的组织结构,提高抗拉强度和硬度,同时减少产生的应力。
淬火方法适用于高强度材料的焊接,如高强度钢、铝合金等。
6. 冷却方法:在焊接过程中,合理控制冷却速度可以减少焊接接头的应力。
快速冷却可以减小热影响区的大小,减少应力的产生。
利用水冷、风冷等方法可以实现快速冷却,但要注意控制冷却速度,避免产生裂纹等质量问题。
综上所述,消除焊接应力的方法包括预热、后热处理、振动、退火、淬火和冷却等六种方法。
根据不同的焊接条件和要求,可以选择适当的方法进行应用,以达到减少应力、提高焊接接头质量的目的。
焊后消除应力的方法
焊后消除应力的方法宝子,今天咱来唠唠焊后消除应力的事儿哈。
一、自然时效法。
这就像是给焊接后的物件放个假呢。
把焊接好的东西放在那,让它自己随着时间慢慢释放应力。
这个过程可能比较漫长,就像咱们等花开一样,需要耐心。
不过它的好处就是简单呀,不需要啥复杂的设备啥的,就把东西搁在那,让大自然的时间魔法去起作用。
比如说一些不是很着急使用,结构也相对简单的焊接件,用这个方法就挺不错的呢。
二、热时效法。
这个就像是给焊接件做个“热桑拿”。
把焊接后的物件加热到一定的温度,然后再慢慢冷却。
一般是加热到几百度呢,这个温度就像是给那些被焊接弄得紧张兮兮的金属分子做个按摩,让它们放松下来。
不过这个方法得小心操作,温度要是没控制好,就像你蒸桑拿的时候温度调太高了,那可就适得其反啦。
而且加热设备啥的也得靠谱,这就像你去好的桑拿房才有好体验一样。
三、振动时效法。
这可是个很有趣的方法呢。
就像给焊接件来一场摇滚音乐会。
通过特定的振动设备让焊接件振动起来,那些应力就像是在摇滚的节奏下被抖落了。
这个方法速度相对快一些,不像自然时效要等那么久。
而且呀,设备也不是特别庞大,比较适合一些中小型的焊接件。
就像小物件在小舞台上也能嗨起来释放压力一样。
四、还有一种是喷丸处理。
这就像是给焊接件来一场“弹珠雨”。
用小钢珠或者其他弹丸高速撞击焊接件的表面。
这一撞呀,就把表面的应力给打散了。
不过这个方法得注意弹丸的大小、速度这些参数,要是太猛了,可能会把焊接件表面弄伤,就像弹珠打得太用力会把东西砸坏一样。
总之呢,每种方法都有它的优缺点,咱们得根据焊接件的具体情况,像它的大小、用途、结构啥的来选择合适的消除应力的方法。
这样才能让焊接后的东西既牢固又稳定,就像咱们人一样,消除了压力才能更好地发挥作用呀。
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。
焊接结构件消除内应力退火工艺守则
焊接结构件消除内应力退火工艺守则焊接结构件在焊接过程中会产生内应力,这些内应力可能会导致结构件出现变形、裂纹和性能降低等问题。
为了消除这些内应力,一种常用的方法是通过退火工艺来处理焊接结构件。
下面是焊接结构件消除内应力退火工艺的守则:一、选择合适的退火工艺:1.退火温度的选择:退火温度应根据焊接材料的类型和厚度来确定。
一般来说,退火温度越高,内应力消除的效果越好,但过高的温度可能会引起晶粒长大和变形。
因此,在选择退火温度时需要考虑这两个因素的平衡。
2.退火时间的确定:退火时间应根据焊接结构件的厚度和材料的类型来确定。
一般来说,较厚的结构件需要较长的退火时间,以确保内部的应力能够充分消除。
3.退火冷却方式的选择:退火冷却方式有空气冷却、水冷却和油冷却等。
选择合适的冷却方式可以避免结构件因冷却速度过快而导致的内部变形和裂纹。
二、控制退火工艺的执行:1.控制退火温度的均匀性:在退火过程中,要确保结构件的温度分布均匀。
可以通过采用加热方式或者在退火过程中进行适当的翻面来控制温度的均匀性。
2.控制退火时间的准确性:退火时间应严格控制,以确保结构件的内应力能够充分消除。
可以通过在退火过程中进行监测和记录来控制退火时间的准确性。
3.控制退火冷却速度:退火冷却速度不能过快,否则可能会引起结构件的变形和裂纹。
可以通过改变冷却介质的性质或者调整冷却介质的温度来控制退火冷却速度。
三、注意焊接结构件的预处理:1.去除焊接结构件表面的油污和氧化物等杂质,以避免这些杂质在退火过程中产生不良影响。
2.控制焊接结构件的加热速度和温度分布,以避免在焊接过程中产生过高的内应力。
以上就是焊接结构件消除内应力退火工艺的守则。
通过合理选择退火工艺以及控制退火工艺的执行,可以有效地消除焊接结构件的内应力,提高结构件的性能和耐久性。
消除焊接残余应力的方法
3,中间退火:在焊接过程中间进行一次或多次消除应力的退火处理,适用于厚度,刚度较大的焊件。
4,机械拉伸:对焊件进行加载,使具有较高拉伸残余应力的区域产生拉伸塑性变形,卸载后可使焊接残余应力降低。适用于能实施加载拉伸的场合,比如压力容器,在室温下进行过载液压试验,可消除部分残余应力,必须注意的是液压试验的温度应高于容器材料脆性断裂的临界温度,以防加载时发伸断裂。
本文由“威尔鼎王”原创。
5,温差拉伸:在焊缝两侧用可移动的火焰进行加热,用与火焰同时移动的喷水进行急冷,这样就造成了焊缝区温度低,两侧温度高的温度场,两侧的金属因受热膨胀,对温度低的焊缝区进行拉伸,并产生拉伸塑性变形,抵消了焊接过程中产生的部分压缩塑性变形,从而减少了焊接残余应力。适用于焊缝比较规则,厚度不太大的场合。
6,振动:一般用振荡器带动焊件振动,使焊接残余应力释放,从而减少残余应力。这种方法不太成熟,应用较少。
我们对一般焊件是不用消除残余应力,焊后直接使用,但对于以下五种情况应消除残余应力:
1,处在低温环境的。
2,承受动载荷的(如冲击·振动等)。
3,焊后要进行精密加工的。
4,厚度超过一定尺寸的压力容器。
5,有Байду номын сангаас能产生应力腐蚀破坏的。
消除焊接残余应力的具体方法:
1,整体退火:把焊件整体放入炉内,缓慢加热到一定温度(一般550→679℃),然后保温一定时间,空冷或随炉冷却,这种方法效果最好,要注意加热和冷却速度须小于150℃/h,适用于体积不太大的焊件。
控制变形及减小消除焊接应力的方法
控制变形及减小消除焊接应力的方法一、控制焊接变形的方法1、设计措施(1)选择合理的焊缝尺寸:焊缝尺寸增加,变形随之增大,但是过小的焊缝尺寸将降低结构的承载能力,并使焊接接头的冷却速度加快,热影响区硬度增高,容易产生裂纹等缺陷,因此应在满足结构承载能力和保证焊接质量的前提下,随着板的厚度来选取工艺上可能选用的最小的焊缝尺寸。
(2)尽量减少焊缝数量;适当选择板的厚度,减少肋板数量,从而可减少焊缝和焊接后变形的校正量,如薄板结构件,可用压型结构代替肋板结构,以减少焊缝数量,防止或减少焊后变形。
(3)合理安排焊缝位置:焊缝对称于焊件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴均可减少弯曲变形。
(4)预留收缩余量:焊件焊后纵向横向收缩变形可通过对焊缝收缩量的估算,在设计时预先留出收缩余量进行控制。
(5)留出装焊卡具的位置:在结构上留有可装焊夹具的位置,以便在焊接过程中可利用夹具来控制技术变形。
2、反变形法(1)板厚8~12mm钢板单边V型坡口对接焊,装配时反变形1.5°焊接后几乎无角变形。
(2)工字梁焊后因横向收缩引起的角变形,若采用焊前预先把上、下盖板压成反变形(塑性变形),然后装配后进行焊接,即可消除上、下盖板的焊后角变形。
但是上下盖板反变形量的大小主要与该板的厚度和宽度有关,同时还与腹板厚度和热输入有关。
(3)锅炉、集装箱的管接头都集中在上部,焊后引起弯曲变形所以要借用强制反变形夹紧装置,并配以对称均匀加热的痕迹顺序,交替跳焊法这样采用了在外力作用下的弹性反变形再配合以合理的受热的施焊顺序,焊后基本上可消除弯曲变形。
(4)桥式起重机的两根主梁是由左、右腹板和上、下盖板组成的箱型结构的为提高该梁的刚性,梁内设计有大、小肋板,且这些肋板角焊缝大多集中在梁的上部,焊后会引起下桡弯曲变形。
但桥式起重机技术要求规定,主梁焊后应有一定的上拱度,为解决焊后变形与技术要求的矛盾,常采用预制腹板上拱度的方法,即在备料时,预先使两块腹板留出上拱度。
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。
焊接结构件消除内应力退火工艺守则
焊接结构件消除内应力退火工艺守则在焊接过程中,由于热量集中和冷却速度较快,焊接结构件往往会产生内应力,这些内应力可能导致焊接结构件发生变形、破裂或失效。
为了消除这些内应力,改善焊接结构件的性能和使用寿命,退火是一种有效的方法。
本文将介绍焊接结构件消除内应力的退火工艺守则。
一、退火温度的选择在焊接结构件的退火过程中,退火温度是一个非常重要的参数。
退火温度应能够使焊接结构件内部的残余应力尽可能消除,同时又能保持焊接接头的力学性能和金属的组织稳定。
一般情况下,退火温度应低于焊接金属的熔点,一般选择为材料的固溶温度或淬火温度。
退火温度的选择应根据具体材料的热处理规范和性能要求来确定。
二、退火时间的控制焊接结构件退火的时间是指在一定温度下保持的时间。
退火时间的长短会直接影响焊接结构件内部的残余应力消除程度和组织的变化。
过短的退火时间不能完全消除残余应力,过长的退火时间可能导致晶粒长大、组织过软。
一般情况下,退火时间的选择应根据具体材料的热处理规范和性能要求来确定。
三、冷却速率的控制焊接结构件在退火过程中的冷却速率也是一个非常重要的参数。
冷却速率过快会导致退火效果不佳,冷却速率过慢会使材料组织发生异常。
一般情况下,焊接结构件的冷却速率应以近自由冷却的速率进行。
即退火完成后,将焊接结构件从退火炉中取出,自然冷却到室温。
四、辅助措施的采取为了进一步提高焊接结构件的退火效果,可以采取一些辅助措施。
例如,在退火过程中可以采用预拉伸或应变保持,以消除焊接结构件的残余应力。
还可以通过选择合适的环境介质,如真空、气氛控制等,来对焊接结构件进行退火处理。
此外,还可以根据具体材料的特点,采用超声波、振动等能量输入方式来进行退火处理。
总之,焊接结构件消除内应力的退火工艺守则是根据具体材料的热处理规范和性能要求来确定退火温度和时间,控制冷却速率,采取辅助措施以提高退火效果。
只有合理选择退火工艺参数,并根据具体情况进行调整,才能有效地消除焊接结构件的内应力,提高其性能和使用寿命。
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。
焊后消除应力处理措施
焊后消除应力处理措施
1、设计文件对焊后消除应力有要求时,根据构件的尺寸,工厂制作宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火对焊件消除应力,仅为稳定结构尺寸时可采用震动发消除应力;工地安装焊缝宜采用锤击法消除应力。
2、焊后热处理应符合现行国家标准《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》的规定。
当采用点加热器对焊接构件进行局部消除应力热处理时,应符合下列要求:
1)使用配有温度自动控制仪的加热设备,其加热、测温、控温性能应符合使用要求。
2)构件焊缝每侧面加热板(带)的宽度至少为钢板厚度的3倍,且应不小于200mm。
3)加热板(带)以外的构件两侧尚宜用保温材料适当覆盖。
3、用锤击法消除中间焊层应力时,应使用圆头手锤或小型振动工具进行,不应对根部焊缝,盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。
4、用振动法消除应力时,应符合国家现行标准《振动时效工艺参数选择及技术要求》的规定。
减少焊接残余应力的措施
实例三:某航空航天设备的焊接残余应力控制
航空航天设备对焊接 质量和残余应力控制 的要求极高,需要采 取更为严格的措施进 行控制。
真空袋法:将设备放 置在真空袋中,利用 气压差将设备固定在 适当位置,以减少焊 接过程中产生的残余 应力。
计算机模拟分析:采 用计算机模拟软件对 焊接过程进行模拟, 预测残余应力的分布 和大小,以便采取相 应的措施进行控制。
锤击法:在焊接过程中对焊缝进行锤击 ,以释放部分残余应力。
刚性固定法:将桥梁结构固定在刚性平 台上,焊接后保持固定一段时间,以消 除部分残余应力。
焊接顺序优化:对桥梁的焊接顺序进行 精心设计,以减少焊接过程中产生的残 余应力。
反变形法:在焊接前对桥梁结构进行预 变形,以抵消焊接后产生的变形。
实例二:某压力容器的焊接残余应力控制
高温回火处理:在焊 接后对设备进行高温 回火处理,以消除部 分残余应力。
无损检测法:采用射 线、超声波等无损检 测方法对焊接后的设 备进行检测,以确保 其质量和安全性。
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射线检测
射线检测是一种常用的无 损检测技术,通过射线穿 透物体来检测焊缝内部的 结构和缺陷。
超声检测
超声检测利用高频声波在 物体中传播的特性,检测 焊缝内部的结构和缺陷。
磁粉检测
磁粉检测适用于检测铁磁 性材料的表面和近表面缺 陷,如裂纹、气孔等。
实时监控系统
实时应力监测系统
通过在焊接过程中实时监测应力变化,及时调整焊接工艺参数,以减少残余应 力。
热处理法:对焊接后的容器进行 热处理,以消除部分残余应力。
焊后热膨胀法:在焊接后对容器 进行局部热膨胀,以消除部分残 余应力。
压力容器在焊接过程中产生的残 余应力可能导致容器破裂或泄漏 ,因此需要采取措施进行控制。
举例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施
举例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施
在焊接设计中,减小应力集中的构造措施可以通过以下几个例子来解释:
1. 避免尖锐的角:在设计中应尽量避免出现尖锐的角落或突然的尺寸变化。
这些位置容易引起应力集中,导致焊接后产生裂纹或者在使用过程中发生疲劳断裂。
例如,可以将直角改为圆角,这样可以有效地降低应力集中。
2. 增加过渡区:通过在应力集中区域增加过渡区,如加装圆角、倒圆角、凹槽、凸台等,也可以有效地降低应力集中的程度。
3. 增加材料厚度:在厚度变化较大的区域,增加材料厚度可以显著提高构件的承载能力,降低应力集中的程度。
但是,需要注意的是,增加厚度也会导致构件重量增加,因此需要综合考虑。
4. 加强局部区域:对于局部区域存在应力集中的构件,可以通过加强局部区域来提高构件的承载能力。
例如,可以通过增加肋、柱、支撑等来提高构件的局部承载能力。
5. 合理选择焊接顺序:在焊接过程中,合理的焊接顺序可以有效地减小焊接变形和应力集中。
例如,先焊接收缩量较大的焊缝,然后再焊接收缩量较小的焊缝,这样可以减小总的收缩量,降低应力集中。
6. 减小焊缝尺寸:在满足设计要求的前提下,尽量减小焊缝尺寸可以降低焊接工作量和焊接变形,从而减小应力集中。
7. 预留收缩余量:在焊接过程中,焊缝会收缩。
在设计时预留收缩余量,可以保证焊后构件的尺寸满足设计要求,减小应力集中。
以上措施都可以减小焊接中的应力集中,具体采用哪种措施需要根据实际情况进行选择。
同时,这些措施也可以提高焊接结构的可靠性和安全性。
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焊接应力的消除控制措施
方法
应力消除工艺
简介
应力消除工艺有很多种类,主要常用的有机械消应力法、火焰加热消应力法、爆炸消应力法等,根据钢结构行业施工特点,我们常用的消应力法为机械消除法和火焰消应力法。
机械消除法
振动消应力法主要采用超声波冲击仪等消应力设备来消除焊接Fra bibliotek力。(工厂采用)。
火焰加热或电加热消除法