焊接件焊接应力如何消除

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控制和消除焊接应力的措施及方法

作者：鲁兆鹏

来源：《职业·中旬》2012年第03期

一、控制焊接应力的措施

焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节，使应力值尽可能减小，分布尽可能合理。

焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。因此，控制内应力的方法虽有多种，但基本原则只有一个，就是缓和对焊缝收缩的制约。通常采用的工艺措施有以下几种。

1.采用合理的焊接次序

所谓合理的焊接次序，主要是应该尽量使焊缝能比较自由地收缩，特别是那些收缩比较大、残余应力比较大的焊缝。

图1是拼接工字梁的情况。这时应事先留出一段翼板——腹板角焊缝3，先焊接受力最大的翼板对接焊缝l，然后再焊接腹板对接焊缝2，最后焊满角焊缝3。这种焊接次序可以使翼板的对接焊缝预先受压应力，而腹板对接缝受拉应力。角焊缝留在最后焊可以保证腹板有一定的收缩余地，同时也有利于在翼板对接焊时采取反变形措施以防止角变形。实验证明，这样焊成的梁的疲劳强度比先焊腹

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焊接钢制罐体焊接应力及变形的控制应用

作者：李涛

来源：《科技创新导报》2012年第01期

摘 要:在焊接的过程中会焊件会产生内应力及变形,根据钢制罐体在焊接过程中产生焊接变形的现象,本文分析了焊接应力及变形产生的原因,提出了钢制罐体焊接应力及变形控制的措施,为有效保证焊接质量和罐体制作质量提供参考。 关键词:钢制罐体 焊接应力 变形 控制

中图分类号:TG404 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0068-01 1 引言

近几年中国经济发展很快,现代工业生产制造业发展更是迅速,作为现代工业生产制造业中必不可少的工艺之一的焊接,它涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等方面,是一个复杂的学科。焊接现象包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接应力和变形等[1]。在焊接的过程中焊件会产生内应力及变形,其根本原因是焊接过程产生的温度场不均匀以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织。由于焊接应力与变形的存在,在焊接钢制罐体时,会对钢制罐体产生不利的因素

第八章 焊接应力与变形

第一节 焊接应力与变形的产生及危害

一、焊接应力及变形的一些基本概念

为了更好地把握焊接应力和焊接变形，首先让我们先来了解应力和变形的一些基本概念。 1．应力和内应力

当物体受到外力作用下，物体内部就同时产生一种与外力平衡的抗力，单位面积上的抗力就称为应力。应力根据其作用的方向分为压应力和拉应力，这种应力往往随外力去除而消失。

内应力是在没有外力作用下平衡于物体内部的应力。这种应力存在于许多工程结构中，如铆接结构、铸造结构、焊接结构等。同时在焊件加工过程中也会产生内应力，如机械加工、金 属切割和焊接等。

2．焊接应力和焊接残余内应力

顾名思义，焊接应力就是因焊接而产生的存在焊件内的内应力。焊接应力根据其产生的主要原因分为：温度应力（又称为热应力）和组织应力（又称为相变应力）。热应力是由于构件受热不均匀而存在着温度差异，各处膨胀变形或收缩变形不一致互相约束而产生的内应力。在焊接过程中，由于不均匀的局部加热和冷却会形成较大的热应力。组织应力是由于固态相变引

起体积变化并受到约束而产生的内应力。

在焊接过程中，热应力和组织应力是一种瞬态应力，随焊接过程而变化。如果应力低于金属材料的屈服点，变形均在弹性范围内，焊件冷却到室温后

焊接知识试题库 -焊接应知应会类

简况：本题库共计430道题：填空题200题；选择题105题；判断题100题；简答25题。

生产事业部 制造技术部 2017年12月

一、填空题（200道）

1. 按照常见的焊接分类方法，焊接可分为熔化焊、压力焊、钎焊三类。（易） 2. 焊接接头包括焊缝区、熔合区 、热影响区三部分。（易）

3. 焊接残余变形的矫正法有机械矫正法和_火焰_加热矫正法两大类。（易） 4. 焊件组对时根部间隙过大容易 烧穿 。（易）

5. 焊条与焊件表面倾角过大、药皮与铁水混淆不清或铁水下淌易造成 夹渣、焊瘤 等缺陷。（易）

6. 焊缝余高太高，易在焊趾处产生应力集中，所以 余高不能太高， 但也不能低于母材金属 。（易）

7. 错边部位将引起应力集中，并使有效板厚 减薄 ，从而 降低 结构强度或承载能力。（易）

8. 埋弧焊时，如果焊丝未对准焊道根部，焊缝容易产生 未焊透 。（易） 9. 氮对焊缝质量的影响，形成气孔 、促使焊缝金属时效硬化、 降低 焊缝金属塑性、韧性 。（易）

10.焊接结构中的 裂纹 是产生脆性断裂的最直接的重要原因。（易） 11.焊缝中的偏析、夹渣、气孔等是在焊接熔池 一

本文由fan_zou贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 焊接应力和变形的数值模拟研究 武汉理工大学 摘

要

焊接是一个牵涉到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程。焊接现象包括焊接时的电 磁、传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接应力与变形等等。要得到一个高质 量的焊接结构必须控制这些因素。 一旦各种焊接现象能够实现计算机模拟， 我们就可以通过 计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、 最佳工艺方法和焊接参数。 本文从这 一点出发，在总结前人的工作基础上结合数值计算的方法，对焊接过程产生的温度场、应力 场、变形以及焊后的残余应力和变形进行了三维实时动态模拟的研究，提出了基于ANSYS软 件的焊接温度场、应力和变形的模拟分析方法，并针对平板堆焊问题进行了实例计算，而且 计算结果与传统的分析结果和理论值相吻合。 由于焊接是一个局部快速加热到高温，并随后快速冷却的过程。随着热源移动，整个焊 件的温度随时间和空间急剧变化， 材料的物理性能参数也随温度剧烈变化， 同时还存在熔化 和相变时的潜热现象。因此，焊接温度场的分析属于典型

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一、填空题（200道）

1. 按照常见的焊接分类方法，焊接可分为熔化焊、压力焊、钎焊三类。（易） 2. 焊接接头包括焊缝区、熔合区 、热影响区三部分。（易）

3. 焊接残余变形的矫正法有机械矫正法和_火焰_加热矫正法两大类。（易） 4. 焊件组对时根部间隙过大容易 烧穿 。（易）

5. 焊条与焊件表面倾角过大、药皮与铁水混淆不清或铁水下淌易造成 夹渣、焊瘤 等缺陷。（易）

6. 焊缝余高太高，易在焊趾处产生应力集中，所以 余高不能太高， 但也不能低于母材金属 。（易）

7. 错边部位将引起应力集中，并使有效板厚 减薄 ，从而 降低 结构强度或承载能力。（易）

8. 埋弧焊时，如果焊丝未对准焊道根部，焊缝容易产生 未焊透 。（易） 9. 氮对焊缝质量的影响，形成气孔 、促使焊缝金属时效硬化、 降低 焊缝金属塑性、韧性 。（易）

10.焊接结构中的 裂纹 是产生脆性断裂的最直接的重要原因。（易） 11.焊缝中的偏析、夹渣、气孔等是在焊接熔池 一

焊接应力变形原理若干问题的探讨（9）

王者昌

（中国科学院金属研究所 沈阳 110016）

摘要：低碳钢和钛合金焊接应力应变过程示意图表明：冷却过程中焊接应力与残余热收缩应变同时产生、同步发展，是伴生关系、不是因果关系；应力与压缩塑性应变、传统观点认为的残余压缩塑性应变发展不同步，它们之间不是伴生关系、也不是因果关系；自由热收缩应变、残余热收缩应变与压缩塑性应变、残余压缩塑性应变发展也不同步；预热焊时压缩塑性应变在数值上小于自由热收缩应变，传统观点认为的残余压缩塑性应变在数值上也小于残余热收缩应变；预热到力学熔点温度焊接时，不再产生压缩塑性应变，但仍存在残余热收缩应变和残余应力；残余热收缩应变与传统观点认为的残余压缩塑性应变不等价。

关健词：焊接残余应力 残余热收缩应变 残余压缩塑性应变 自由热收缩应变 压缩塑性应变

0 前言

文献[1]认为：“残余压缩塑性应变与残余热收缩应变两者是等价的”。文献[2、3]认为，在不预热焊时，传统观点认为的残余压缩塑性应变与残余热收缩应变具有相同的数学表达式。由于数学表达式相同，两者似乎是等价的，但在预热焊时则数学表达式不同，当预热到不低于“力学熔点”温度时，不再产生压缩塑性应变，因此传统观点认为的残余压缩塑性

焊接应力与变形

主要内容焊接变形的种类及其影响因素控制焊接变形的措施 矫正焊接变形的方法

焊接变形的种类及其影响因素按照变形的外观形态来分，可分为：收缩变形、 角变形、弯曲变形、失稳变形(波浪变形)和扭曲变 形，图1-29 1.收缩变形：焊件尺寸比焊前缩短的现象，如图130

2.角变形：产生的根本原因是由于焊缝的横向收缩沿板厚分布不均匀所致，如图1-34

3.弯曲变形：是由于焊缝的中心线与结构截面的中性轴不重合或不对称，

波浪变形：常发生于板厚小于6mm的薄板焊接结构中,又称之为失稳变形。 通过降低焊接残余应力和提高焊件失稳临界应力来 防止波浪变形。此外，角变形也可能产生类似的波 浪变形，如图1-39

扭曲变形：主要是因为焊缝的角变形沿焊缝长度方向分布不均匀所引起的。如图1-40

图1-29a) b)

c) d) 图1-29 焊接变形的基本变形形式 e) a)收缩变形 b)角变形 c)弯曲变形 d)波浪变形 e)扭曲变形 返 回

收

缩

变 形

(1)纵向收缩变形：沿焊缝轴线方向尺寸的缩短(2)横向收缩变形：沿垂直于焊缝轴线方向尺寸的 缩短。

纵向收缩变形的影响因素1)与截面积有关：焊件的截面积越大，焊件的纵向 收缩量越小

2)与长度有关：焊缝的长度越长，焊件的纵向收缩

浅谈如何控制梁柱型结构的焊接

残余应力与变形

单 位：装备制造事业部制造分厂 姓 名：马 振 峰

浅谈如何控制梁柱型结构的焊接残余应力与变形

浅谈如何控制梁柱型结构的焊接残余应力与变形

摘 要：控制和预防梁柱型结构焊后残余应力和变形。采用设计措施和工艺措施并结合实际情况，确定工艺方法确保各项工艺参数，达到产品设计要求。

关键词：鱼腹式箱型中梁 组装工艺 焊接变形

前言

在焊接生产中，焊接应力与变形的产生是不可避免的，梁柱型结构的焊接残余应力与变形尤为复杂。结构中存在的焊接应力和变形会造成尺寸及形状等技术指标超差，从而降低了焊接结构的装配质量及承载能力，发生焊接变形的构件需要矫正，这就会浪费大量的工时及材料。当焊接结构变形过大而且难以矫正的时，严重的会导致构件报废，造成经济损失。因此，应对焊接残余应力与变形引起足够的重视。为预防和控制梁柱型结构焊接残余应力和变形，避免焊后大量的矫正调修工作，应根据实际情况，从设计和工艺上采取措施来控制。 一、 控制梁柱型结构焊接残余应力的措施 1． 设计措施

1） 尽量减少焊缝的数量和尺寸，采用填充金属少的坡口形式。 2） 尽量避免三轴交叉的焊缝，如图1所示。

3） 在残余应力为拉应力的区域内

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菏泽污水处理厂二期扩建工程

管道焊接施工

首件制总结

编制：

复核：

审核：

中铁四局集团第三建设有限公司

菏泽污水处理厂二期扩建工程项目经理部

二Ο一七年四月八日

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目录

一、首件工程工程概况 (1)

二、资源配置 (1)

（一）主要机械、机具设备 (1)

（二）主要人员 (1)

三、主要施工方法及施工工艺 (1)

（一）施工工艺 (1)

（二）施工准备 (1)

（三）施工方法 (1)

（四）施工注意事项 (1)

四、质量标准 (1)

六、首件工程施工中存在的不足及改进措施 (1)

七、推广的意见和建议 (1)

（一）施工总结 (1)

（二）结语 (1)

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首件管道焊接施工总结

立足于“预防为主、先行试点”的原则，为消除焊接质量隐患，提高焊接质量，保证管道焊接施工顺利进行，菏泽污水处理厂二期扩建工程决定实行管道焊接首件制。根据首件焊接管道的各项质量指标进行综合总结评价，对焊接质量存在的不足之处分析原因、提出改进措施，以指导后续施工，预防后续施工可能产生的各种质量问题。拟达到首件焊接规范化，并以此为准提高全厂区管道焊接质量的目标。

一、首件工程工程概况

菏泽污水处理厂二期扩建工程位于菏泽市长江路东段路北的菏泽污水处理厂厂区内，全