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1、第五章第五章焊接应力与变形焊接应力与变形第一节焊接应力与变形的概念第一节焊接应力与变形的概念2焊件焊后的变形形式主要有：焊件焊后的变形形式主要有：尺寸收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形尺寸收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。等。第二节焊接残余变形第二节焊接残余变形3焊接变形与应力的危害焊接变形与应力的危害 工件焊接后产生变形和应力对结构的制造和使用会产工件焊接后产生变形和应力对结构的制造和使用会产生不利影响。生不利影响。产生焊接变形，可能使焊接结构尺寸不合要求，组装困难，产生焊接变形，可能使焊接结构尺寸不合要求，组装困难，间隙大小不一致等，从而影响焊件质量。间隙大小不一致等，
2、从而影响焊件质量。焊接残余应力会增加工件工作时的内应力，降低承载能力；焊接残余应力会增加工件工作时的内应力，降低承载能力；还会引起裂纹，甚至造成脆断，应力的存在会诱发应力还会引起裂纹，甚至造成脆断，应力的存在会诱发应力腐蚀裂纹。腐蚀裂纹。残余应力是一种不稳定状态，在一定条件下会衰减而产生残余应力是一种不稳定状态，在一定条件下会衰减而产生一定的变形，使构件尺寸不稳定，所以减少和防止焊接一定的变形，使构件尺寸不稳定，所以减少和防止焊接变形和应力是十分必要的。变形和应力是十分必要的。4焊接应力的防止及消除焊接应力的防止及消除采取合理的采取合理的焊接顺序焊接顺序，使焊缝能够自由地收缩，以减少，使焊缝能
3、够自由地收缩，以减少 应力（图应力（图a）。而图）。而图b因先焊焊缝因先焊焊缝1导致对焊缝导致对焊缝2的拘束度的拘束度 增加，而增大残余应力。增加，而增大残余应力。5焊缝不要有密集交叉截面，长度也要尽可能小，以减小焊焊缝不要有密集交叉截面，长度也要尽可能小，以减小焊 接局部加热，从而减少焊接应力。接局部加热，从而减少焊接应力。采用小能量，多层焊，也可减少焊缝应力。采用小能量，多层焊，也可减少焊缝应力。焊前预热可以减少工件温差，也能减少残余应力。焊前预热可以减少工件温差，也能减少残余应力。6当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，也当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，也 能减少焊接残
4、余应力。能减少焊接残余应力。焊后进行消除应力的焊后进行消除应力的退火退火可消除残余应力。可消除残余应力。7焊接变形的防止和消除焊接变形的防止和消除焊缝对称布置焊缝对称布置 采用反变形方法采用反变形方法8采用对称焊和分段倒退焊采用对称焊和分段倒退焊采用多层多道焊，能减少焊接变形采用多层多道焊，能减少焊接变形9采用焊前刚性固定组装焊接，限制产生焊接变形，采用焊前刚性固定组装焊接，限制产生焊接变形，但这样会产生较大的焊接应力。采用定位焊组装但这样会产生较大的焊接应力。采用定位焊组装也可防止焊接变形。也可防止焊接变形。10消除变形的方法消除变形的方法防止角变形防止角变形防止扭曲变形防止扭曲变形11严重
5、的焊接变形应消严重的焊接变形应消 除，常采用除，常采用机械矫正法机械矫正法，通常，通常 只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。12火焰矫正法火焰矫正法是利用火焰加热的热变形方法，一是利用火焰加热的热变形方法，一 般也仅适用于塑性好，且无淬硬倾向的材料。般也仅适用于塑性好，且无淬硬倾向的材料。1314消除焊接残余应力的方法消除焊接残余应力的方法1、热处理法 包括整体高温回火和局部回火（1）整体热处理 是将整个构件缓慢加热到一定的温度（低碳钢为650），并在该温度下保温一定的时间（一般按每毫米板厚保温24min，但总时间不少于30min），然后空冷或随炉冷却。（2）局部热处理152、机械拉伸法在压力容器制造的最后阶段，通常要进行水压试验，和起重机的静载试验，其目的之一也是利用加载来消除部分残余应力。3、锤击焊缝锤击焊缝，可使焊缝金属产生延伸变形，能抵消一部分压缩塑性变形，起到减小焊接残余应力的作用。一般根部焊道不锤击以免产生裂纹，盖面焊道不锤击以免影响焊缝美观。164、振动法 即以振动产生的交变应力对工件施加附加应力，当附加应力与焊接残余应力叠加后达到或超过金属材料的屈服点时，在工件内部就会产生一定塑性变形，从而使焊接残余降低或均匀化。这种方法设备简单、操作方便、经济性好，但振动参数不易选择。1718本章结束谢谢观看