淺談焊接應(yīng)力及變形控制的研究

1、淺談焊接應(yīng)力及變形控制的研究摘 要：為有效控制因焊件的不均勻膨脹和收縮而造成的焊接變形，就焊接變形和焊接應(yīng)力的各種影響因素進展分析，提出了相應(yīng)的控制措施。關(guān)鍵詞：焊接變形；焊接應(yīng)力；熱過程；焊接工藝在焊接技術(shù)開展如火如荼的今天，形式各異的焊接機械、焊接方法日新月異，焊接技術(shù)成了一個關(guān)鍵的課題。但在作業(yè)過程中，由于焊接產(chǎn)生的焊接剩余應(yīng)力和剩余變形，嚴重影響著焊接的質(zhì)量，因此，急需采用合理的方法予以控制。1 焊接變形的控制措施全面分析各因素對焊接變形的影響，掌握其影響規(guī)律，即可采取合理的控制措施。1.1 焊縫截面積的影響焊縫截面積是指熔合線范圍內(nèi)的金屬面積。焊縫面積越大，冷卻時收縮引起的塑性變形量

2、越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚一樣時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區(qū)范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區(qū)增大。1.3 焊接方法的影響多種焊接方法的熱輸入差異較大，在焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等一樣情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，CO2氣體保護焊最小。1.4 接頭形式的影響在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件一樣時，不同的接頭形式對縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的

3、減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。1.5 焊接層數(shù)的影響2 焊接變形的措施在焊接工作理論中，由于各種條件因素的綜合作用，焊接剩余變形的規(guī)律比較復(fù)雜，理解各因素單獨作用的影響便于對工程詳細情況做詳細的綜合分析。所以，理解焊接變形產(chǎn)生的原因和影響因素，那么可以采取以下控制變形的措施：3 焊接應(yīng)力的控制措施1.焊件焊接時產(chǎn)生瞬時內(nèi)應(yīng)力，焊接后產(chǎn)生剩余應(yīng)力，并同時產(chǎn)生剩余變形，這是不可防止的現(xiàn)象。2.焊接變形的矯正費時費工，在進展焊接前首先考慮的是控制變形，往往對控制剩余應(yīng)力較為無視，常用一些卡具、支撐以增加剛性來控制變形，與此同時實際上增大了焊后的剩余應(yīng)力。3.對于一些本身剛性較大的構(gòu)件，如板厚

4、較大，截面本身的慣性矩較大時，雖然變形會較小，但卻同時產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至產(chǎn)生裂紋。因此，對于一些截面厚大，焊接節(jié)點復(fù)雜，拘束度大，鋼材強度級別高，使用條件惡劣的重要構(gòu)造要注意焊接應(yīng)力的控制。控制應(yīng)力的目的是降低其峰值使其均勻分布，其控制措施有以下幾種：4降低焊件剛度，創(chuàng)造自由收縮的條件。5錘擊法減小焊接剩余應(yīng)力：在每層焊道焊完后立即用圓頭敲渣小錘或電動錘擊工具均勻敲擊焊縫金屬，使其產(chǎn)生塑性延伸變形，并抵消焊縫冷卻后承受的局部拉應(yīng)力。但根部焊道、坡口內(nèi)及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側(cè)焊道不宜錘擊，以免出現(xiàn)熔合線和近縫區(qū)的硬化或裂紋。高強度低合金鋼，如屈服強度級別大于345MPa時，也不宜用錘擊法消除焊接剩余應(yīng)力。綜上所述，在焊接過程中，焊接應(yīng)力和焊接變形的產(chǎn)生是不可防止的，所以需要操作者根據(jù)焊接綜合考慮，如何