焊接应力的分布特点

焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施摘要：焊接是一种特殊而又重要的加工工艺，随着焊接技术的发展，一个重要技术课题是控制焊接件的焊接变形以提高产品制造精度，使焊件焊后加工量减少或不加工即可用于精度要求高的机械产品中，因此，了解焊接应力产生机理，掌握结构件焊接变形规律，在焊接工艺中采取措施进行控制和消除，从而保证焊接质量。

本文主要探讨了焊接应力与焊接变形产生的原因及控制措施，以供参考。

关键词：控制焊接变形；焊接应力；措施1焊接变形的概念焊接变形主要是指在焊接过程中由于焊接工作而导致的焊接件变形。

焊接变形的开始时间是焊接开始的一瞬间。

焊接变形结束的节点是焊接结束后焊接件的温度降低到焊接初始温度。

焊接变形有两种情况，第一种是焊接过程中出现的焊接变形；第二种是焊接完成后出现的焊接变形。

2.随焊挤压旋转控制法在对铝合金框架车身弧焊焊接应力进行控制的多种方法中，随焊挤压旋转控制法，即WTRE的应用，能够有效改善铝合金框架车身结构中焊接接头位置的性能和组织结构，细化焊缝结晶的晶粒大小，使晶粒具有杂乱的生长方向，进而提高铝合金焊缝位置的力学性能。

实践显示，在采用了随焊挤压旋转控制法之后，铝合金材料焊接接头能够增强40MPa左右的抗拉强度。

除此之外，对于热裂纹，随焊挤压旋转控制法也能发挥良好的控制作用。

而且，随焊挤压旋转控制法的操作方法和设施都比较简便，能够优化操作人员的工作强度和环境，在自动化操作方面也具有显著的优势。

随焊旋转挤压控制法是在铝合金焊缝冷却凝固的时候，对其使用圆柱挤压头进行挤压旋转，焊缝金属因此会出现拉伸应变，同附近位置的残余拉应力互相抵消，最终实现降低铝合金框架车身由于失稳而产生应力变形的可能。

随焊挤压旋转控制法应用过程中的挤压旋转装置的主要构成部件包括挤压头、焊枪、焊接夹具以及填丝机构。

其中，挤压头需要对铝合金框架车身的焊缝位置同时施加垂直压力和旋转力，机械装置和挤压头本身的重力是垂直压力的主要来源，电动机则为挤压头提供旋转动力。

厚板焊接中焊接残余应力的分布规律
在厚板焊接中，焊接残余应力的分布规律主要受到以下因素的影响：
1. 焊接热源的大小和形状：焊接热源大小和形状不同，给工件加热的方式也不同，会影响热应力的分布。

2. 焊接过程中的冷却速度：冷却速度决定了构件从高温到室温的温度梯度，不同的温度梯度也会导致构件上残余应力的不同分布。

3. 材料的物理性质：材料的热膨胀系数和塑性变形能力对热应力分布起着重要的影响。

4. 焊接接头的几何形状：不同几何形状的焊接接头，其残余应力的分布也会有所不同。

一般情况下，焊接残余应力的分布规律如下：
1. 在焊接接头中心线附近，残余应力较小；
2. 沿着焊接接头的焊缝方向，残余应力呈现出较高的峰值；
3. 在焊接接头附近的热影响区内，残余应力比较集中；
4. 焊接接头两侧的冷却区中，残余应力较小。

浅谈焊接残余应力控制措施及消除方法摘要：文章主要阐述了焊接结构在焊接过程中产生的残余应力及应力的消除方法，主要说了焊接残余应力的分布、焊接残余应力施工中的控制、焊后消除焊接应力的方法。

关键词：焊接残余应力控制措施消除方法前言随着焊接技术的迅速发展，在短短的几十年中焊接已是工业技术中的重要方法之一。

如建筑钢结构、压力容器、船舶、车辆等中几乎全部用焊接代替了铆接。

部分过去一直用整铸整锻方法生产的大型毛坯也改成了焊接结构，焊接技术不仅大大减化了生产工艺，而且还降低了很多成本。

但是实际焊接中也存在不少问题，如焊接的内应力、焊接结构的变形、焊接结构的脆性断裂、焊接结构的疲劳强度等都直接影响着焊接的质量。

本文就对焊接残余应力进行具体分析。

一、焊接残余应力的分布在厚度不大（δ<15-20mm）的常规焊接结构中，残余应力基本上是双轴向的，厚度方向上的应力很小。

只有的大厚度的焊接结构中，厚度方向的应力才比较大。

焊接应力分别有焊缝方向的纵向应力、垂直焊缝方向的横向应力和厚度方向的应力。

二、焊接残余应力施工中的控制在焊接过程中采用一些简单的工艺措施往往可以调节内应力，降低残余内应力的峰值，避免在大面积内产生较大的拉应力，并使内应力分布更为合理。

这些措施不但可以降低残余应力，而且也可以降低焊接过程中的内应力。

因此有利于消除焊接裂纹。

现在把这些措施分述于后：1、采用合理的焊接顺序和方向尽量使焊缝能自由收缩，先焊收缩量比较大的焊缝。

如带盖板的双工字钢构件，应先焊盖板的对接焊缝，后焊盖板和工字钢之间的角焊缝，使对接焊缝能自由收缩，从而减少内应力。

先焊工作时受力较大的焊缝，如在工地焊接梁的接头时，应先留出一段翼缘角焊缝最后焊接，先焊受力最大的翼缘对接焊缝，然后焊接腹板对接焊缝，最后再焊接翼缘角焊缝。

这样的焊接次序可以使受力较大的翼缘焊缝预先承受压应力，而腹板则为拉应力。

翼缘角焊缝留在最后焊接，则可使腹板有一定的收缩余地，同时也可以在焊接翼缘板对接焊缝时采取反变形措施，防止产生角变形。

焊接残余应力重分布焊接是一种常见的金属连接方法，通过加热和熔化金属，使其相互结合。

然而，在焊接过程中，金属会受到热应力的影响，导致残余应力的产生。

残余应力是指焊接后金属内部存在的应力，在没有外力作用下会导致金属构件变形或破裂。

焊接残余应力的重分布是指焊接后，金属内部的应力会发生一定的变化，从而重新分布到不同的区域。

这种重分布是由于焊接过程中金属的热胀冷缩和相变引起的。

焊接时，焊接区域会受到高温的影响，发生热胀冷缩现象。

而金属的热胀冷缩会导致不同部位的应力分布不均匀。

焊接残余应力的重分布对金属构件的性能和使用寿命有着重要影响。

首先，焊接残余应力会导致金属构件的变形，使其失去原有的几何形状和尺寸。

这对于需要精确配合的构件来说是不可接受的。

其次，焊接残余应力还会导致金属构件的破裂和断裂。

当金属构件受到外力作用时，残余应力会与外力叠加，从而导致金属构件的应力超过其承载能力，发生破裂。

为了减小焊接残余应力的影响，可以采取一些措施。

首先，可以通过合理的焊接工艺参数来控制焊接过程中的温度和热输入。

合适的焊接参数可以减小焊接区域的热影响区域，从而减小残余应力的产生。

其次，可以采用预热和后热处理的方法来改善焊接残余应力。

预热可以使焊接区域的温度均匀分布，减小热应力的集中，从而减小残余应力的产生。

后热处理可以通过加热和冷却的过程来改变金属的组织结构，减小残余应力的大小。

除了控制焊接过程和采取相应的处理措施外，还可以通过合理的构件设计来减小焊接残余应力的影响。

例如，在设计构件时可以避免出现突变的截面形状，减小应力集中的程度。

同时，可以适当增加构件的刚度和强度，提高其抗应力能力。

焊接残余应力的重分布是焊接过程中不可避免的现象。

它对金属构件的性能和使用寿命有着重要的影响。

通过合理的焊接工艺、预热和后热处理以及构件设计，可以有效地减小焊接残余应力的影响，提高焊接接头的质量和可靠性。