课件-焊接应力.pptVIP

随焊温差拉伸的效果 图3-138 Tp为150℃时的焊接温度场 图3-139 温差拉伸作用下的焊缝纵向残余应力 * （6）随焊激冷 （又称为逆焊接加热处理 ） 图3-140 随焊激冷法的原理 * 图3-141几种随焊激冷方案 * 图3-142 柔性随焊激冷器 图3-143 常规焊与随焊激冷焊接的温度场 * （7）随焊碾压 图3-144 随焊碾压防止热裂的原理 * （8）随焊锤击 图3-145随焊锤击实施方案 1-焊枪 2-汽锤 3-固定平台 4-锤头 5-工件 * 图3-146 两种随焊锤击方式 a) 强化焊趾 b)强化焊缝 * 随焊锤击方法的主要缺点是焊缝的表面质量不佳，存在明显的锤痕。 随焊锤击技术不仅可以减小变形，降低残余应力，防止焊接热裂纹，而且可以使焊缝的力学性能得到改善。 随焊锤击 法的作用效果 图3-147 常规焊与随焊锤击处理后残余应力的对比 * （9）随焊冲击碾压 图3-148 平直焊缝随焊冲击碾压装置的照片 * 图3-149 随焊冲击碾压装置结构图 * 图3-150 冲击碾压作用下的剪切塑性应变的分布 * 6.5 焊接残余应力对结构的影响 1. 焊缝应力会引起热裂纹和冷裂纹 2. 焊接残余应力促使接触腐蚀介质的结构在使用时容易发生应力腐蚀。 3. 焊接残余应力会降低结构的承载能力 4. 在结构应力集中部位，存在拉伸残余应力，降低结构使用寿命，导致低应力脆断 5. 有较大的焊接残余应力的结构，在长期使用中，由于残余应力松弛，衰减，会产生一定程度的变形。 * 6.6 减小焊接残余应力的措施 1. 采用合理的焊接顺序和方向 2. 采用较小的焊接线能量。 3. 采用整体预热法 4. 锤击法 5. 减少氢的措施及消氢处理。 * 平面上的封闭环焊缝导致失稳变形 图3-86 平面封闭环焊缝引起的马鞍形变形（计算结果） * 角变形产生的波浪变形 图3-87 角变形引起的波浪变形 * 扭曲变形(螺旋形变形)举例 图3-91 工字形梁的扭曲变形 a）焊前 b）焊后 图3-92 由纵向焊接错边引起的 箱形构件的扭曲变形 * 6.4.2 影响焊接残余变形的因素 1. 焊缝在结构中的位置 a.产生纵向缩短和横向缩短 b.产生弯曲变形 2. 焊接结构的刚性 拘束度大，刚性大，越不容易变形 3. 焊缝的长度和坡口形式 4. 焊接结构的装配及焊接顺序 5. 焊接线能量 * 3.5.3 焊接残余应力与变形的调整与控制 1. 调控焊接应力与变形的焊前措施 （1）合理地选择焊缝的形状和尺寸 图3-106 焊接箱形梁的不同形式 应遵循的原则是：尽可能使焊缝长度最短；尽可能使板厚小；尽可能使焊脚尺寸小；断续焊缝和连续焊缝相比，优先采用断续焊缝；角焊缝与对接焊缝相比，优先采用角焊缝以及复杂结构最好采用分部组合焊接。 * (2)尽量避免焊缝的密集与交叉非常重要 图3-107 避免焊缝交叉的措施与最优焊接顺序 图3-108 轴承的加固形式 * (3)采用压形板来提高平板的刚性和稳定性，也可以减小焊接量和减小变形 图3-109 两种隔舱板的形式 a）压形板 b）拼焊板 * (4)改变接头设计 图3-110 减小联系焊缝的变形 a）用断续角焊缝焊接面板与槽钢顶面时变形相对严重 b）用塞焊连接则变形较小 * （5）预变形法（反变形法） 图3-111 几种反变形的措施 * 预变形法举例二 图3-112 薄壳结构支座焊接的反变形 * 图3-113 减小T型接头的角变形 * 2. 焊后调控焊接残余应力与变形的措施 （1）机械方法 图3-114 用压力机校正工字梁的挠曲变形 * 图3-115 锤击法调节中厚板多层焊时的残余应力在厚度（z向）上的分布 锤击法的优点是节省能源、降低成本、提高效率，缺点是劳动强度大，并且工件表面质量差。 a)焊后状态 b）只锤击最后一道焊缝 c）逐层锤击 * 3-116 碾压矫形 对于薄板并具有规则的焊缝时，可采用碾压的方法 * 过载拉伸法 图3-119 机械加载降低内应力 * 机械振动法 图3-120 振动循环次数与消除应力的效果 初始应力分布b)试件截面 c)经过6.2×106次循环后的内应力分布 d)经不同循环次数作用后内应力峰值的变化 * （2）加热方法 一方面材料的屈服极限会因温度的升高而降低 另一方面，高温时材料的蠕变速度加快，蠕变引起应力松弛。 图3-121 钢的弹性模量和屈服极限与温度的关系 * 表3-2 不同材料消除焊接残余应力的回火温度 材料种类 碳钢及低合金钢 奥氏体钢 铝合金 镁合金 钛合金 铌合金 铸铁 回火温度/℃ 580~680 850~1050 250~300 250~300 550~600 1100~1200