第二节焊接残余应..ppt

提问： （1）下列哪个钢种不属于耐热钢或不锈钢 A、14Cr1MoR B、12Cr1MoV C、13MnNiMoR D、0Cr18Ni9 （2）下列哪个钢种不属于耐热钢 A、0Cr18Ni9 B、0Cr19Ni10 C、00Cr19Ni10Ti D、4Cr25Ni20 1、下列是否都属于珠光体耐热钢焊接时可能出现的缺欠 A、冷裂纹 B、再热裂纹 C、层状撕裂 D、HAZ软化 2、下列哪种焊材不是耐热钢焊材 A、R307 B、EZCQ C、H13CrMoA D、H08CrMoA 3、下列哪个试验不是耐热钢要做的评定试验 A、蠕变试验 B、高温拉伸 C、晶间腐蚀 D、冲击试验 第二节 焊接残余应力 一、焊接残余应力的产生 1、原因：由于热源（焊接温度场）的作用，在焊件 上产生了不均匀的温度（焊件上各点的温度不 同，差别很大。各点的加热和冷却也不均匀）。 2、形成过程：焊缝及附近的区域温度高，被焊材料 受热膨胀受到周围温度较低区域的阻止，产生压缩 塑性变形。焊后由于焊缝及其附近的部位残留着压 缩塑性变形区，当母材降至室温时，平板中产生残 余应力。 3、影响因素：焊接方法、焊接参数、焊缝位置、尺 寸及数量、被焊材料的物理性能、装配焊接顺序等。 二、残余应力的分布 1、纵向残余应力：焊缝及其附近区域为拉应力（数 值一般达到屈服极限），离开焊缝区，拉应力迅速 下降，随后出现压应力。 2、横向残余应力 形成机理较复杂，由两部分组成，一个是焊缝 及附近塑性区的纵向收缩引起的，另一个是由于焊 缝及附近塑性区的横向收缩不同时引起的。 （1）纵向收缩引起的残余应力：离焊缝越远，应力 值越小。当焊缝足够长时，中部区域的残余应力逐 渐减少，有趋于零的趋势。 （2）横向收缩不同时引起的横向残余应力 指热源在移动过程中对材料的加热存在时间上 的先后，冷却时存在着相应的先后次序造成的。先 焊的焊缝凝固结晶时横向收缩对后焊的焊缝有力的 作用。 3、厚板中的残余应力 当板厚超过25mm时，除了有纵向残余应力和横 向残余应力外，还有厚度方向的残余应力，可能为 拉应力，也可能为压应力。 三、焊接残余应力对焊接结构性能的影响 1、影响静载强度：只要材料有足够的延性，能进行 塑性变形，内应力的影响并不影响构件的承载能 力，对强度无影响。材料处于脆性状态时，由于材 料不能进行塑性变形，在外力增加到材料的屈服极 限，构件发生断裂。 2、影响机加工精度：机加工时要切掉部分材料，若 这部分材料中有内应力存在，切除后会破坏结构件 的应力平衡状态，影响精度。 3、对刚度的影响：当构件中存在较大的残余应力 （达到屈服强度）时，收到与其一致的外力加载 时，构件的刚度会降低，卸载外力后刚度不会恢复。 当焊接结构经一次加载和卸载后，若在加载，只要 其大小不超过前一次，内应力就不起作用，外载也 不影响内应力分布。此结论只是用于静载。 4、对应力腐蚀的影响：应力越大，发生断裂的时间 越短。消除残余应力对提高应力腐蚀裂纹性能有益。 三、焊接残余应力的控制和消除措施 1、尽量减少焊缝数量及尺寸，采用填充金属少的坡 口形式。 2、焊缝不布置尽量避免过度集中，避免交叉焊缝。 3、采用刚度小的接头形式，使焊缝能较自由收缩。 4、采取合理的焊接顺序及方向：先焊收缩量大的焊 缝。有对接及角接存在的结构中，先焊收缩量大的 对接焊缝。 5、拼板时先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝。 6、锤击焊缝 7、局部加热：加热时产生的膨胀伸长，产生与焊缝 收缩时相反的变形，冷却时，加热区的收缩和焊缝 收缩方向一致，是焊缝能自由收缩，降低内应力。 8、焊后整体高温回火或局部高温回火 9、机械拉伸法：焊后对构件加载，使具有较高拉伸 残余应力的区域产生拉伸塑性变形，卸载后残余应 力降低。 10、温差拉伸法：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及冷，造成两 侧高，焊缝区低的温度场，抵消焊接过程中产生的 压缩塑性变形。 四、焊接残余应力的测定 1、切条法 2、小孔释放法 3、套孔法 * 圆筒纵向残余应力的大小取决于圆筒半径R、壁厚以及塑性变形区的宽度，后者与焊接线能量及材质有关。当壁厚不变，应力值随R的减小而降低，随塑性变形区的减小而增加。 短焊缝比长焊缝中的纵向残余应力峰值小，若将长焊缝进行分段焊接，可减少焊件中的纵向残余应力。板宽对纵向残余应力的影响不如长度明显。 多层焊时，每层焊道都