焊接殘余應(yīng)力的消除方法

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1、焊接殘余應(yīng)力的消除方法焊接殘余應(yīng)力是焊接技術(shù)帶來的一個(gè)幾乎無法避免的缺陷，其危害眾所周知。當(dāng)焊接造成的殘余應(yīng)力會影響結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行時(shí)，還需設(shè)法消除焊接殘余應(yīng)力，改善焊接接頭的塑性和韌性，以提高焊件結(jié)構(gòu)性能。一、焊接的應(yīng)力與應(yīng)變：在接過程中，由于焊接件產(chǎn)生溫度梯度，接頭組織和性能的不均勻，就會在焊件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。焊后殘留在焊件內(nèi)的焊接應(yīng)力就是焊接殘余應(yīng)力，它是沒有外載荷作用時(shí)就存在的應(yīng)力。二、焊接殘余應(yīng)力的危害：焊接殘余應(yīng)力與外載荷產(chǎn)生的應(yīng)力疊加，局部區(qū)域應(yīng)力過高，使結(jié)構(gòu)承載能力下降，引起裂紋和變形，使焊件形狀和尺寸發(fā)生

2、變化，需要進(jìn)行矯形。變形過大會因無法矯形而報(bào)廢甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。三、減少焊接殘余應(yīng)力和變形的措施：①設(shè)計(jì)②焊接工藝如：?盡量減少焊接接頭數(shù)量?相鄰焊縫間應(yīng)保持足夠的間距?盡可能避免交叉，避免出現(xiàn)十字焊縫?焊縫不要布置在高應(yīng)力區(qū)?焊前預(yù)熱等等四、焊后殘余應(yīng)力的消除方法消除焊接殘余應(yīng)力的方法有：熱處理、錘擊、振動法和預(yù)載法等。1、熱處理消除法焊后熱處理是一種消除焊接殘余應(yīng)力常用的方法。工程上我們主要用退火處理，火溫度越高、保溫時(shí)間越長，消除焊接殘余應(yīng)力的效果就越好。但是溫度過高，使工件表面氧化比較嚴(yán)重，組織可能發(fā)生轉(zhuǎn)變，影響

3、工件的使用性能，存在弊端。蠕變應(yīng)力松弛理論為熱處理消除焊接殘余應(yīng)力提供了另一條思路，工件在較低溫度時(shí)會發(fā)生蠕變，材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力會因應(yīng)力松弛而得到釋放，只要保溫時(shí)間足夠長，理論上殘余應(yīng)力可完全消除。在低溫消除焊接殘余應(yīng)力時(shí)，材料的組織和性能變化甚微，幾乎不影響材料的使用性能，而且低溫處理材料表面的氧化和脫碳也比較小，這就可以在材料的力學(xué)性能和組織基本不變的情況下達(dá)到降低材料焊接殘余應(yīng)力的目的。2、錘擊消除法焊后采用帶小圓頭面的手錘錘擊焊縫及近縫區(qū)，使焊縫及近縫區(qū)的金屬得到延展變形，用來補(bǔ)償或抵消焊接時(shí)所產(chǎn)生的壓縮塑性變

4、形，使焊接殘余應(yīng)力降低。錘擊時(shí)要掌握好打擊力量，保持均勻、適度，避免因打擊力量過大造成加工硬化或?qū)⒑缚p錘裂。另外，焊后要及時(shí)錘擊，除打底層不宜采用錘擊外，其余焊完每一層或每一道都要進(jìn)行錘擊。錘擊鑄鐵時(shí)要避開石墨膨脹溫度。3、振動消除法振動消除法是利用由偏心輪和變速馬達(dá)組成的激振器，使焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生共振所產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力來降低內(nèi)應(yīng)力的。如截面為30mm×50mm一側(cè)堆焊的試件，經(jīng)過σmax＝128N/mm2和σmin＝5.6N/mm2多次應(yīng)力循環(huán)后，殘余應(yīng)力的變化情況。當(dāng)變載荷達(dá)到一定數(shù)值，經(jīng)過多次循環(huán)加載后，焊接結(jié)構(gòu)中的殘余

5、應(yīng)力逐漸降低。這種方法所用的設(shè)備簡單，處理成本低，時(shí)間比較短，沒有高溫回火給金屬表面造成的氧化問題，目前在施工中廣泛使用。4、預(yù)載消除法殘余應(yīng)力也可采用機(jī)械拉伸法（預(yù)載法）來消除或調(diào)整，例如對壓力容器可以采用水壓試驗(yàn)，也可以在焊縫兩側(cè)局部加熱到200℃，造成一個(gè)溫度場,使焊縫區(qū)得到拉伸，以減小和消除焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力的消除和調(diào)整應(yīng)采取合理的焊接順序，先進(jìn)的焊接工藝，焊接時(shí)適當(dāng)降低焊件的剛度，并在焊件的適當(dāng)部位局部加熱，使焊縫能比較自由地收縮，在焊接的每一個(gè)環(huán)節(jié)都減小殘余應(yīng)力，大大提高材料的使用壽命和性能，在工程施

6、工上具有重要的意義。