焊工(中级)第10章.ppt

国家职业资格培训教材 技能型人才培训用书 依据劳动和社会保障部 制定的《国家职业标准》要求编写 培训学习目标 第十章 焊接应力与变形 第二章 焊前生产准备 第二章 焊前生产准备 国家职业资格培训教材 技能型人才培训用书 国家职业资格培训教材编审委员会 编 复习思考题 第三章 设备安装 第二节 设备安装技能训练实例 焊工(中级) 吴全生 主编 第十章 焊接应力与变形 了解焊接应力与焊接变形产生的原因，掌握控制和消除焊接应力与焊接变形的方法。 第十章 焊接应力与变形 目 录 第一节 焊接应力与变形概述 一、焊接应力与变形的概念 二、焊接应力与变形产生的原因 第二节 焊接残余应力 一、焊接残余应力的分类 二、控制焊接残余应力的工艺措施 三、消除焊接残余应力的方法 第三节 焊接残余变形 一、焊接残余变形的分类 二、控制焊接残余变形的工艺措施 三、矫正焊接残余变形的方法 复习思考题 第十章 焊接应力与变形 第一节 焊接应力与变形概述 一、焊接应力与变形的概念 焊接过程结束，焊件冷却后残留在焊件中的内应力叫做焊接应力，也叫焊接残余应力。 焊接过程中，焊件产生了不同程度的变形，焊接过程结束，焊件冷却后残留在焊件上的变形叫做焊接变形，也叫焊接残余变形。 二、焊接应力与变形产生的原因 焊接时的局部不均匀加热与冷却是产生焊接应力和焊接变形的主要原因。 第二节 焊接残余应力 一、焊接残余应力的分类 1.按照焊接残余应力产生的原因分类 可分为温度应力、组织应力、拘束应力和氢致应力。 （1）温度应力 温度应力又称为热应力，它是由于金属受热不均匀，各处变形不一致且互相约束而产生的应力。 （2）组织应力 焊接过程中，引起局部金属组织发生转变，随着金属组织的转变，其体积发生变化，而局部体积的变化受到皱纹金属的约束，同时，由于焊接过程中是不均匀加热与冷却，因此组织的转变也是不均匀的，结果产生了应力。 （3）拘束应力 焊接结构往往是在拘束条件下焊接的，造成拘束状态的因素有结构的刚度、自重、焊缝的位置以及夹持卡具的松紧程度等。 第二节 焊接残余应力 （4）氢致应力 焊接过程中，焊缝局部产生显微缺陷，如气孔、夹渣等，扩散氢向显微缺陷处聚集，局部氢的压力增大，产生氢致应力。 2.按照焊接残余应力在结构中的作用方向分类 （1）单向应力 焊接应力在焊件中只沿一个方向产生的应力，如薄板焊接和圆 棒对接时，焊件中的应力是单方向的，单向应力也称为线应力。 （2）双向应力 焊接应力存在于焊件中的一个平面的不同方向上，如薄板十字对接焊缝焊接和较厚板对接时，焊件中的应力存在于一个平面上，也称为平面应力。 3.体积应力 焊接应力在焊件中沿空间三个方向上发生，如厚板对接焊缝和结构件三个方向上焊缝的交叉处都存在体积应力。 第二节 焊接残余应力 二、控制焊接残余应力的工艺措施 1.选择合理的组焊顺序 2.选择合理的焊接参数 3.采用反变形法 4.采用加热“减应区”法 5.采用锤击方法 6.减小氢的措施及消氢处理 三、消除焊接残余应力的方法 1.高温回火热处理 2.整体拉伸消除焊接残余应力 3.机械振动消除焊接残余应力 第三节 焊接残余变形 一、焊接残余变形的分类 焊接残余变形可分为纵向和横向收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形等。 1.纵向和横向收缩变形 焊件在焊后沿焊缝长度方向上的收缩称为纵向收缩变形，焊件在焊后沿焊缝宽度方向上的收缩称为横向收缩变形。 2.角变形 角变形是焊接时，由于焊缝区沿厚度方向产生的横向收缩不均匀引起的弯曲变形，角变形的大小用角度 表示。如图10-17所示。 3.弯曲变形 弯曲变形主要是结构上焊缝分布不对称，焊缝收缩引起的变形，弯曲变形的大小用挠度f表示。挠度是指焊件的中心轴线偏离原中心轴线的最大距离。图10-18为焊接T形梁的弯曲变形。 第三节 焊接残余变形 图10-18 焊接T形梁的弯曲变形 图10-17 焊接角变形 a)不对称坡口引起的焊接角变形 b)焊接顺序不合理引起的焊接角变形 c)管对接引起的焊接角变形 第三节 焊接残余变形 4.扭曲变形 如果焊件的施焊顺序不合理、组装不良或纵向有错边，焊接时角变形量沿长度方向分布不均匀，焊缝的纵向和横向收缩没有一定规律，引起扭曲变形。图10-19是焊接H形钢的扭曲变形。 图10-19 焊接H形钢的扭曲变形 第三节 焊接残余变形 5.波浪变形 由于结构件的刚性较小，在焊缝的纵