中国石油大学焊接应力与应变资料.ppt

二、残余变形的预防措施 1 结构设计方面 尽量减少不必要的焊缝 选择合理的焊缝尺寸和形式 合理布置焊缝－尽量对称布置 提高结构刚性 2 工艺方面 加收缩余量 反变形法 合理选择焊接方法和线能量 强迫冷却法 选择合理的焊接顺序 选用合理的装配焊接顺序 刚性固定法 锤击焊缝 三、矫正焊接变形的方法 矫正方法 机械矫正 火焰矫正 外力法 碾压 点状加热 线状加热 三角形加热 三角形加热 2 工艺方面 加收缩余量 反变形法 合理选择焊接方法和线能量 强迫冷却法 选择合理的焊接顺序 选用合理的装配焊接顺序 刚性固定法 锤击焊缝 三、矫正焊接变形的方法 矫正方法 机械矫正 火焰矫正 外力法 碾压 点状加热 线状加热 三角形加热 三角形加热 4.3 焊接残余应力 一、相变应力 取决于金属的塑变温度 二、残余应力的危害性 危 害 静载强度 焊接裂纹 外载作用下平板中应力的变化 a）塑性好的材料； b）脆性材料 二、平板对接焊时的纵向应力与变形 1、纵向应力与变形的产生 三、减小残余应力的措施 1 结构设计方面 焊缝尽量不要交叉、密集 开缓和槽 避免将焊缝安排在受力最大处或应力集中处 2 工艺方面 T0 采用合理的焊接顺序和焊接方向 采用反变形法增加焊缝的自由度 加热“减应区” 锤击焊缝 1. 必须消除应力的情况 25mm以上的厚焊件 壁厚超限的大型受压容器 可能产生应力腐蚀的结构 四、消除残余应力的措施 要求尺寸稳定的结构 σS490MPa的普通低合金钢 低温工作的结构 2. 消除残余应力的方法 整体高温回火（去应力退火） 机械拉伸 温度拉伸 局部高温回火 四、焊接应力与变形的关系 焊接变形和应力总是同时存在的 在一定条件下，焊接变形和焊接应力可以互相转化 焊接应力与变形 机电工程学院材料系 几个概念： 内应力 残余应力 温度应力（热应力） 组织应力 焊接瞬时应力和瞬时变形 焊接残余应力和残余变形 自由变形率、外观变形率和内部变形率 自由变形率 外观变形率 内部变形率 金属杆件的变形 4.1 焊接应力和变 形产生的原因 一、平板中心加热时的纵向应力和变形 平面假设原理 当构件受纵向力或弯矩作用而变形时，在构件中的平截面始终保持是平面 + - + 塑性变形 + - - 二、平板对接焊时的纵向应力与变形 1、纵向应力与变形的产生 0 200 400 600 800 1000 ℃ ?s 50 40 30 20 10 0 钛合金 低碳钢 铝合金 T500℃ T600℃ 500℃~600℃ T,εT ,εe 600 500 T,εT + - + - 塑性区 弹性区 + - + - + - - ? 0 ?S 0 ? ?S 影响因素 2、影响纵向变形的因素 构件的长度 构件的截面积 塑性区的大小 三、平板对接焊时的横向应力与变形 1、横向变形（收缩） （1）产生原因 有间隙 无间隙 （2）影响因素 影响因素 单道焊 多道焊 E 坡口形式 焊焊缝截面积 2、横向应力 （1）纵向收缩引起 + - - ? ε + + - + - - （2）焊接不同时性引起 - + + + - - 四、厚板的残余应力 4.2 焊接残余变形 一、残余变形的分类 1、纵向与横向收缩变形 2、波浪变形与角变形 角变形 波浪变形 角变形引起的波浪变形 3、弯曲变形 4、错边变形 5、扭曲变形