减小焊接残余应力的措施.PPT

焊接残余应力的调节 华侨大学 焊接残余应力的调节 在焊缝设计及焊接工艺方面采取相应的措施可以调节内应力、降低残余应力的峰值。采用这些措施可以使内应力分布更为合理，避免在大面积内产生较大的拉应力，因此有利于消除焊接裂纹等缺陷。 焊接残余应力的调节 减小焊接残余应力的措施 （1）在焊缝设计方面应当尽量减少焊缝的数量及尺寸，采用填充金属量少的坡口形式。 图 容器接管焊缝布置 焊接残余应力的调节 （2）焊缝布置应避免过分集中，焊缝之间应保持足够的距离（图容器接管焊缝布置、图框架转角处的肋板设计），尽量避免三轴交叉的焊缝（图工字梁肋板接头）。并且不把焊缝布置在工作应力最严重的区域。 图 框架转角处的肋板设计 图 工字梁肋板接头 焊接残余应力的调节 （3）采用刚度较小的接头形式，例如用翻边式连接代替嵌入式管连接（图焊接管连接），使焊缝能够较自由地收缩。在残余拉应力的区域内，应当避免几何不连续性，避免应力集中。 图 焊接管连接 a）嵌入式 b）翻边式 焊接残余应力的调节 （4）采用合理的焊接顺序及方向 1）先焊收缩量较大的焊缝，使焊缝尽量能够自由收缩。在具有对接及角接焊缝的结构中，应当先焊收缩量较大的对接焊缝。 2）拼板时应先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝（图合理的拼板焊接顺序），使焊缝有较大的横向收缩余地。 3）焊接平面上的焊缝时，应使焊缝的收缩比较自由，尤其是横向收缩更应保证自由。对接焊缝的焊接方向，应当指向自由端。 图 合理的拼板焊接顺序 焊接残余应力的调节 4）先焊工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。如图工字梁的拼接顺序所示的工字梁，应当先焊受力最大的翼缘对接焊缝1，然后焊接腹板对接焊缝2，最后焊接预先留出的翼缘角焊缝3。这样可使翼缘焊缝预先承受压应力，而腹板则为拉应力。翼缘角焊缝最后焊接，可使腹板有一定的收缩余地。这样焊成的梁，疲劳强度比先焊腹板的梁高出约30%。 图 工字梁的拼接顺序 焊接残余应力的调节 （5）降低接头的刚度 焊接封闭焊缝或刚度较大的焊缝时，可以采用反变形法来降低接头的刚度（图降低接头刚度减小内应力），以减小焊后的残余应力。 （6）锤击焊缝 焊后使用带有小圆弧面的手锤或风枪锤击焊缝，使焊缝得到延展，从而降低内应力。锤击应保持均匀，适度，避免因锤击过分而产生裂纹。 图 降低接头刚度减小内应力 焊接残余应力的调节 （7）在局部加热造成反变形 在结构的适当部位进行加热，使它产生与焊缝收缩方向相反的伸长变形。在冷却时，加热区的收缩与焊缝的收缩方向相同，由于焊缝的收缩比较自由，从而减小了内应力。图轮辐及轮缘的断口焊接为轮辐、轮缘断口焊接时采用局部加热方法降低内应力的实例。 图 轮辐及轮缘的断口焊接 * * * * * * * * * * * * * * * * * *