控制焊接殘余變形的措施

焊接培訓(xùn)教材焊接殘余應(yīng)力與變形

張明錄一二三四目錄焊接殘余應(yīng)力分類焊接殘余變形分類控制焊接殘余變形的措施焊接變形的矯正溫度應(yīng)力：由于溫度變化或不均勻加熱而在物體中產(chǎn)生的應(yīng)力（熱應(yīng)力）。組織應(yīng)力：由于溫度變化而引起的組織變化所產(chǎn)生的應(yīng)力（相變應(yīng)力）。拘束應(yīng)力：由于焊件熱變形受到拘束作用而產(chǎn)生的內(nèi)部抗力。1.根據(jù)應(yīng)力形成原因：一.焊接應(yīng)力的分類(1)溫度應(yīng)力產(chǎn)生條件：受熱不均勻溫度均勻結(jié)果：應(yīng)力殘留或消失(如果溫度應(yīng)力不高，即低于材料的屈服極限，，即溫度應(yīng)力在彈性范圍內(nèi)時(shí)，在框架中不產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)框架的溫度均勻化后，熱應(yīng)力隨之消失)。溫度應(yīng)力：由于構(gòu)件受熱不均勻引起的內(nèi)應(yīng)力。(2)組織應(yīng)力材料在凝固冷卻過(guò)程中，由于組織轉(zhuǎn)變，帶來(lái)體積尺寸變化，產(chǎn)生的應(yīng)力。組織應(yīng)力：組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生原因：加熱－膨脹－受拘束－產(chǎn)生溫度應(yīng)力（壓應(yīng)力）＋壓縮屈服變形冷卻－收宿－受拘束－產(chǎn)生殘余應(yīng)力（拉應(yīng)力）＋拉伸屈服變形金屬框架的溫度應(yīng)力與殘余應(yīng)力演示(3)殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力：溫度恢復(fù)到原始狀態(tài)后，殘存在物體內(nèi)部的應(yīng)力。產(chǎn)生原因：不均勻加熱產(chǎn)生條件：局部區(qū)域產(chǎn)生塑性變形或相變①任何原因引起的伸長(zhǎng)變形受阻時(shí)，該伸長(zhǎng)部分受壓應(yīng)力，阻礙構(gòu)件伸長(zhǎng)的其它部分則受拉應(yīng)力。②任何原因引起的收縮變形受阻時(shí)，則收縮部分受拉應(yīng)力，而阻礙收縮的構(gòu)件的其它部分則受壓應(yīng)力。焊接變形焊接過(guò)程瞬態(tài)熱變形焊后殘余變形面內(nèi)變形面外變形縱向收縮橫向收縮回轉(zhuǎn)變形角變形波浪變形扭曲變形彎曲變形8面內(nèi)位移面外位移相變組織變形收縮變形彎曲變形角變形波浪變形錯(cuò)邊變形扭曲變形焊接殘余變形

焊接殘余變形：焊接后殘存于結(jié)構(gòu)中的變形。二.焊接殘余變形的分類10

焊后沿焊縫長(zhǎng)度方向的收縮和垂直于焊縫方向的收縮。1.收縮變形收縮變形：縱向收縮變形橫向收縮變形1）

縱向收縮變形縱向收縮變形：焊后沿焊縫長(zhǎng)度方向發(fā)生的收縮變形。橫向縮短縱向縮短

壓縮塑性變形：焊縫近縫區(qū)金屬在高溫下的自由變形受到阻礙，產(chǎn)生了壓縮塑性變形。

收縮變形：焊縫區(qū)液態(tài)金屬在冷卻過(guò)程中形成固態(tài)焊縫，產(chǎn)生收縮變形。這兩個(gè)區(qū)域統(tǒng)稱為收縮變形區(qū)（1）

縱向收縮變形產(chǎn)生的原因2）橫向收縮變形

焊后在垂直于焊縫方向發(fā)生的收縮變形。橫向收縮變形：橫向縮短縱向縮短（1）橫向收縮變形產(chǎn)生的原因橫向收縮變形和縱向收縮變形的原因基本一致。

隨著焊件厚度增加，焊接層數(shù)的增加，橫向收縮越來(lái)越明顯。1）縱向收縮引起的彎曲變形(1)產(chǎn)生原因焊縫在構(gòu)件中的位置相對(duì)于其截面中性軸不對(duì)稱

→Ff是個(gè)偏心力。彎曲變形截面中心2.彎曲變形2）橫向收縮引起的彎曲變形(1)產(chǎn)生原因焊縫在構(gòu)件中的位置相對(duì)于其截面中性軸不對(duì)稱

→Ff是個(gè)偏心力。彎曲變形截面中心（2）控制彎曲變形的措施焊縫設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能使焊縫對(duì)稱于焊件截面的中軸線或靠近中軸線。采用反變形或較小的焊縫尺寸。

3）橫向收縮引起的旁彎變形(1)產(chǎn)生原因橫向焊縫在焊接過(guò)程中若出現(xiàn)焊接方向錯(cuò)誤，會(huì)是焊件產(chǎn)生旁彎。（2）控制旁彎變形的措施標(biāo)明次序，正確采取焊接順序

焊后構(gòu)件的平面圍繞焊縫產(chǎn)生的角位移稱為角變形，也稱回轉(zhuǎn)變形。用β

代表角變形的大小。3.角變形β平板堆茂焊高溫愿區(qū)金屬檔的熱膨圈脹受到籮附近溫銜度較低雪區(qū)域金安屬的阻鋸礙受擠肢壓，（并壓縮塑蔬性變形君）。焊接面惱壓縮塑川性變形>背面針角變形習(xí)。1）堆項(xiàng)焊時(shí)縫產(chǎn)生異的角際變形平板千堆焊仗角變率形的分形成削過(guò)程(1)角變拔形產(chǎn)促生原圓因焊接熱小量在厚笨度方向牧上的不遵均勻分砍布，同時(shí)也取決勉于焊咳接的剛度狀。焊接層繞數(shù)和焊暗接線能釋量與達(dá)板厚絲式的影響您。焊前先將焊件流預(yù)制失大小相同、論方向相鼻反的變倉(cāng)形，以抵消謎焊后發(fā)生望的變形饑。23（A）反變形跨法（2）控制嶄角變形的措犧施焊前焊后此法對(duì)防脾止彎曲變砌形的效果踏不如反鵲變形法適，但對(duì)角變形和波浪變形效果裁較好栽。24（B）剛性固猴定法用裝焊鑄夾具，蚊將焊接件相互位置固灑定，限制焊尺接變形。工件壓板25角變吩形沿已著焊鄰縫長(zhǎng)室度方梳向逐陪漸增功大，物使構(gòu)案件變構(gòu)形扭季轉(zhuǎn),焊后在歸結(jié)構(gòu)上際出現(xiàn)的爛扭曲變利形，也笑稱螺旋形變形撇。4.扭曲變形（1）扭曲評(píng)變形的招產(chǎn)生原私因焊接角合變形沿線長(zhǎng)度方速向上的蒸分布不悶均勻、屯焊縫長(zhǎng)倡度方向蛋上的錯(cuò)坑邊、焊接順蠅序不對(duì)勤稱或焊例接方向萄錯(cuò)誤，醬引起的扭直曲變形踢。凡是喪影響悉角變凡形的制因素壟均會(huì)導(dǎo)致扭曲努變形蘭。27合理的裝貌配焊江接順杜序（2）控制極扭曲變困形的措征施42134321中間捧向兩丘端焊610943221158765872341分段退步焊13425.波浪年變形構(gòu)件焊德后呈現(xiàn)春出翹曲形安狀稱為波納浪變形，覺(jué)也稱失穩(wěn)銀變形至。薄板在承受跑壓力時(shí)司，當(dāng)其繪中的壓應(yīng)執(zhí)力達(dá)甜到某王一臨槍界數(shù)掙值時(shí)，將覽出現(xiàn)波浪迅變形猾而喪嘗失承神載能暢力，倉(cāng)這種晨現(xiàn)象追稱之游為失穩(wěn)彩。(1名)波浪變臺(tái)形產(chǎn)生原拋因薄焊后存在提于平倆板中殼的內(nèi)雷應(yīng)力坡，一郊般情須況下從在焊喉縫附代近是艷拉應(yīng)蛾力，撓離開臺(tái)焊縫急較遠(yuǎn)融的區(qū)攜域?yàn)榘秹簯?yīng)鑼力。陷在壓栽應(yīng)力辟的作郊用下沈，如采果決，節(jié)薄板牙可能箭失穩(wěn)宣，產(chǎn)哪生波僅浪變齡形。焊接炕角變笨形也姨可產(chǎn)蜂生類廳似的拿波浪鬧形變景形板焊史接對(duì)魄熱脹否冷縮毀最為敏感(2)防止波浪變形的措施提高臨耳界應(yīng)力吸，增加板灶厚和減小堪板寬鳴。施加撐預(yù)拉給應(yīng)力——最有奇效的妖方法用裝捕焊夾臥具，忠將焊接件松的相互澤位置固帆定，可算用以請(qǐng)防塘止焊后變形何。6.錯(cuò)邊傾變形焊接過(guò)伐程中，兩焊接煤件的熱嶺膨脹不籮一致，引起長(zhǎng)度方央向和厚度呢方向志上的位移促，稱錯(cuò)辦邊變形貌。填充屆量增吸加應(yīng)力撤集中蘋加大有效銅截面減小裝配不暢良引起扯的錯(cuò)邊致變形。(1捆)錯(cuò)邊變額形產(chǎn)生濾原因33焊接柜引起科的錯(cuò)炭邊變雄形。焊接過(guò)頸程中對(duì)裳接邊的臺(tái)熱量不獄平衡，臂裝配不緒合理。兩種材橡料熱膨陜脹的差雄異。(2)控制焊接張變形某的措抹施將焊接伏處熱量迅荒速散走摧，減小焊縫及其附近的受雁熱區(qū)，達(dá)到減小焊挨接變形的目的。噴水法湖散熱散熱約墊法奏散熱水浸法飄散熱357）散熱法36等離苦子弧已焊譽(yù)、氬仙弧焊愛、CO逮2保護(hù)絹焊、悟手工倦電弧平焊、后氣焊，在保斤證熔透畏和焊縫糧無(wú)缺陷吵的前提霞下，應(yīng)鬧盡量采漢用小的洽焊接熱擱輸入。三.選擇合理的隔焊接方烏法選擇問(wèn)合理提的焊液接方光法，賺可有歉效的尋減少擦焊接鮮變形。37利用外力折使構(gòu)塵件產(chǎn)堪生與樸焊接支變形咽方向折相反艦的塑將性變衰形，使兩者相宗互抵消前。焊接變形務(wù)的矯陶正有：機(jī)械護(hù)矯正旁法、火擇焰矯敘正法梁、散排熱法、錘擊法。四.焊接飼變形松的矯悼正機(jī)械矯拴正有：油壓機(jī)協(xié)、千斤超頂、輾獄壓機(jī)和專晉用矯正修機(jī)。1.機(jī)械矯正法三點(diǎn)彎曲萬(wàn)矯形輾壓矯形391）機(jī)械快矯正注意事敞項(xiàng)機(jī)械別矯正躲法，瘡只適冊(cè)用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)最單的中姐、小型腳焊件，沙對(duì)高強(qiáng)度培鋼應(yīng)慎睛用。40用火焰朽對(duì)局部串進(jìn)行加背熱，使恭之產(chǎn)生風(fēng)壓縮塑參性變形棕，冷卻表時(shí)該處涉金屬發(fā)翻生收縮攻，利用亭收縮產(chǎn)梳生的變煉形去抵庭消焊接桿引起的遺殘余變娃形。火焰矯始正法一蒜般使用本的是氧垮-乙炔救火焰，支不需專俯門設(shè)備再，操作靈累活、簡(jiǎn)登單方便磁，可以在取大型結(jié)貸構(gòu)上進(jìn)凡行校正臟，但效率洽較低。2.火焰矯正凝法（1）加例熱位忙置（2）加織熱溫桶度（3）加燦熱區(qū)乒的形脹狀411）火冤焰加煉熱的三要勒素42加熱浴位置公是成融敗的蓮關(guān)鍵攔因素生，加熱詞位置嚴(yán)不正戰(zhàn)確，帽不僅滴起不攏到矯拋正作派用，銷反而是變形更為屢嚴(yán)重。因此窯，所選從的加熱庭位置必給須使產(chǎn)硬生的變憂形方向先與焊接卷殘余變騾形方向巧相反，起到抵賣消變形唇的作用芬。（1）加熱肉位置加熱位騰置加熱誼線43顏色溫度℃顏色溫度℃顏色溫度℃深褐紅色550~580櫻紅色770~800暗黃色1050~1150褐紅色580~650淡櫻紅色880~830亮黃色1150~1250暗櫻紅色650~730亮櫻紅色830~960白黃色1250~1300深櫻紅色730~770桔黃色960~1050結(jié)構(gòu)可鋼火焰射矯正坦加熱蜘溫度稼一般氣為650～70番0℃之間。一般用眼睛旺觀察加害熱部位濱的顏色驗(yàn)來(lái)判斷牛加熱的傅大致溫度（橋可用試路溫筆）捉。（2）加熱放溫度在構(gòu)件拔表面加熱一個(gè)圓點(diǎn)，鴿冷卻后沉可獲得鳴均勻的管徑向收縮效萍果。常以梅花查狀均勻匆分布，鉤點(diǎn)直徑≥15m早m，點(diǎn)間距50～10艱0m糾m，每加熱權(quán)完一曠個(gè)點(diǎn)墓后，立即未鍛打加熱車點(diǎn)及殺周圍轉(zhuǎn)區(qū)域，（套鍛打時(shí)，用釣?zāi)惧N背墨面須設(shè)聰墊板）糠，可澆水顛冷卻愁。44（3）加穴熱區(qū)綢的形鑼狀A(yù)）點(diǎn)狀加露熱薄板波浪變廢形的矯平45火焰沿?cái)持本€方祝向移動(dòng)阻，連續(xù)擺加熱金炮屬表面且，形成您一條加射熱線即豈條狀加怨熱。薄板債校平不作減橫向擺柏動(dòng)加熱劃，需擴(kuò)題大面積耐時(shí)，從含中間向由兩側(cè)平韻行的增彎加加熱屬線，線戒距視變值形程度殿而定，變南形量編大宜考密些接。B）條狀加荒熱火焰移同動(dòng)過(guò)程撤中橫向士擺動(dòng)，堪就形成還帶狀加果熱。帶狀加熱傍的橫欄向收趴縮大臺(tái)于縱除向收杠縮量錢，帶狀取加熱標(biāo)多用健于校優(yōu)正厚板威、變飼形量暴較大向或剛哄性較顯大的構(gòu)件木。46B）帶狀加屋熱47加熱區(qū)洪呈三角縮慧狀，可嗽獲得三甜角底部城邊橫向冤收縮大馳于頂端炮橫向收萄縮的效疲果。用直于剛性葬大和宗變形寄量大沙的焊摘件。D）三角導(dǎo)形加熱48

塑性好搭材料都氧能用火扶焰矯正黨，如低碳悠鋼、耳低合完金鋼雖（16M登n等），不僅可疫