焊接应力与焊接变形及其控制
发表日期: 2016-08-20 文章来源:郑矿机器 作者:yy
焊接应力是指在焊接过程中由于温度场的变化以及焊件间的约束,在焊缝及附近区域产生的应力。焊接过程中产生的应力超过材料的弹性*限,以致冷却后在焊件中留有的未能消除的应力称为焊接残余应力。
焊接应力产生的原因是由于焊接热输入引起材料局部加热,使焊缝区溶化,而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制,受压产生变形。在冷却过程中,已发生变形的这部分材料又受到周围材料的制约,不能自由收缩,在不同程度上又拉伸而产生变形。与此同时,熔池凝固,金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形,称为瞬态应力与变形。在室温条件下,焊后残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。
焊接应力的存在对焊接质量影响是非常严重的,它会影响构件承受静载能力、造成结构脆性断裂、影响结构的疲劳强度、影响结构的刚度和稳定性、应力区易产生应力腐蚀和开裂、影响构件精度和尺寸的稳定性。
因此在设计及工艺制作阶段就要采取一定的措施来降低焊接应力的产生,主要措施有以下几方面:
1、 设计时*先要尽量减少焊缝的数量和尺寸,这样能减少构件变形量,进而降低焊接应力;其次在设计时应避免焊缝过于集中;*后要尽量优化设计,如将容器的接管口设计成翻边式,少用承插式。
2、 工艺制作时*先要安排合理焊条及焊接顺序;其次要在焊接过程中进行层间锤击;再次要采用热处理的方法来降低焊接应力;
焊接应力不能降低及消除,会影响构件的装配质量、外观质量、降低构件承载力、增加校正工序,从而提高制作成本。
因此在设计及工艺制作阶段要严格按照设计及工艺规范进行,检验部门要不定期抽查及对生产员工进行考核,从而达到对产品质量的提高与成本控制。
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