第八单元焊接应力与变形.ppt

第四单元 焊接应力与变形 焊接应力和变形产生的原因 焊接残余变形 焊接残余变形的类型和产生原因 预防焊接变形的措施 矫正焊接变形的方法 焊接残余应力 焊接残余应力对结构的危害性 减小焊接残余应力的措施 消除残余应力的方法 4.1焊接应力与变形产生的原因 一、概念 内应力：在没有任何外力作用下，平衡于物体内的应力。引起内应力的原因很多,由焊接而产生的内应力称为焊接应力. 应力分类 1.按产生应力的原因:①热应力②相变应力③塑变应力; 2.按应力存在的时间:①焊接瞬时应力; ②焊接残余应力. 一、概念 焊接瞬时应力和瞬时变形 由于热源作用的集中性与瞬时性，使焊件局部受热不均匀而产生的内应力和变形，是暂时存在于焊件中的 焊接残余应力和残余变形 焊后冷却至室温残存于焊件中的内应力与变形 通常所说的焊接应力与变形就是指焊接残余应力和残余变形 4.2焊接残余变形 纵向与横向收缩变形 角变形、波浪变形 弯曲变形 错边、扭曲变形 二、预防焊接变形的措施 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－应尽量对称布置 提高结构的刚性 工艺方面 反变形法 加收缩余量 合理选择焊接方法和线能量 刚性固定法 选用合理的装配焊接顺序 选择合理的焊接顺序 强迫冷却法 锤击焊缝 焊接残余变形 三、矫正焊接变形的方法 机械矫正 外力法 碾压 火焰矫正 点状加热 线状加热 三角形加热 4.3焊接残余应力 二、焊接残余应力对结构的危害性 对结构静载强度的影响 对塑性材料－无影响 脆性材料－降低承载能力 造成焊接裂纹 三、减小焊接残余应力的措施 设计方面 焊缝尽量不要交叉、密集 避免将焊缝安排在受力最大处或应力集中处 开缓和槽 工艺方面 工艺方面 焊前预热 采用合理的焊接顺序和焊接方向 接平面上的焊缝时，要保证焊缝的纵向和横向（特别是横向）收缩较自由 结构中收缩量大的焊缝应当先焊 结构工作时受力较大的焊缝应当先焊 拼板时应先焊错开的短缝，再焊直通的长缝 采用反变形法增加焊缝的自由度 锤击焊缝 加热“减应区” 四、消除焊接残余应力的措施 必须消除应力的情况 25mm以上的厚焊件 壁厚超过允许界限的大型受压容器 焊后要求机械加工的结构 低温工作的结构 可能产生应力腐蚀和要求尺寸稳定的结构 屈服极限大于490MPa的普通低合金钢 消除焊接残余应力的方法 整体高温回火（去应力退火） AC1点以下20-30℃ 局部高温回火 机械拉伸 温度拉伸 * * 一、焊接残余变形 1.纵向与横向收缩变形 2.弯曲变形 3.波浪变形 4.角变形 5.错边 6.扭曲变形 纵向与横向收缩变形 角变形 波浪变形 角变形引起的波浪变形 弯曲变形 (a)纵向收缩引起的弯曲 (b)横向收缩引起的弯曲 几种反变形措施 长焊缝的焊接 a）分段退焊； b）从中间向两边同时分段退焊；c）跳焊； d）交替焊； e) 分中对称焊 工字梁焊后挠曲变形的机械矫正 线状加热法 三角形加热 薄板的火焰矫正 (a)点状加热； (b)水火矫正 焊接容器中，焊缝之间的最小距离 * * *