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试论钢结构焊接残余应力与变形控制摘要：随着科学技术的不断发展，焊接技术也朝着精细化的方向不断快速发展。
其在发展的过程中受到了相应的制约，制约因素是焊接残余应力和钢结构变形控制。
在钢结构焊接加工中出现残余应力，可能会造成焊接材料产生变形翘曲的问题，甚至在后期导致焊接部位开裂与应力腐蚀等等一系列问题，从而使钢结构焊接件的使用寿命大大降低，使钢结构焊接的可靠性降低。
因此，对钢结构残余应力和焊接变形控制进行全面深入地研究是非常必要的。
关键词：钢结构；焊接残余应力；变形控制1钢结构焊接中残余应力产生的原因1.1钢结构材料性能以及力学性能不达标钢结构焊接残余应力的产生主要来自于材料性能和力学性能。
在钢结构的焊接过程中，受热不均匀是残余应力产生的最主要的原因，当受热不均匀的时候，焊接之后的温度冷却呈现一定的规律，是呈梯度进行的。
从物理因素的角度来对受热不均匀的现象进行相应的分析：不同类型的钢结构零部件具有不同的材料性质，当对其进行加工的时候，金属材料的不同使其对温度的感应也存在一定的差异，这就导致了比热容的变化，在此过程中，焊接部位的组织结构也会发生相应的变化。
1.2热源不同导致焊接残余应力产生在焊接的过程中，不同焊接热源的接入也会对焊接残余应力造成不同的影响。
目前，实现金属焊接所需的能量热源包括由电能、机械能、光辐射能及化学能。
其对应产生的焊接热源就是电弧焊热源、气体火焰焊接热源、电阻焊热源及电子束热源等。
焊接的过程中采用不同的焊接热源，产生的温度场不同，因此产生的焊接残余应力也不同，进而对钢结构产生的变形影响不同。
1.3其它因素导致焊接残余应力产生在钢结构焊接加工中，不仅受到热源和材料、力学性能因素的影响，而且受到其它因素的影响，也会出现不同的残余应力。
例如：如果在焊接加工操作之前，使钢结构局部零件以及器材进行轧刹，也会影响钢结构焊接加工过程，使钢结构焊接加工中出现不同的残余应力。
此外，在钢结构焊接加工中，还要重点考虑其它多方面因素的影响，才能避免出现较大的残余应力。
Welding Technology Vol．48No．2Feb.2019转向架管支架T 形构件焊修残余应力研究武永寿1，朱平2，陈彦君2，刘洋2（1．中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266111，2．大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连116021）摘要：针对管支架组焊构件焊修残余应力状态，通过数值模拟和试验测试方法，分析了在现场焊修条件下，先退火后焊接和先焊接后退火工艺分别对管支架T 形构件焊趾部位残余应力的影响。
结果表明：无论是先退火后焊接，还是先焊接后退火，管支架T 形角焊缝接头在焊趾部位的残余应力均为拉应力，其应力数值有的达到母材的屈服极限。
比较先退火后焊接和先焊接后退火，先退火后焊接的残余应力比先焊接后退火的残余应力大。
关键词：管支架；焊修；退火处理；残余应力中图分类号：TG404文献标志码：B文章编号：1002－025X (2019)02-0015-03收稿日期：2018-11-060前言高速列车转向架管支架焊接构架存在服役后的焊修处理问题。
在现场焊修条件下，常采用多层多道连续焊修作业，且焊修后构架不再重复进行去应力退火处理，而主要采取风铲冲击、锤击、打磨等非热处理消应力措施［1－6］。
因此，需要研究先退火后焊接的工艺和先焊接后退火工艺下转向架构架管支架T 形接头的残余应力及分布状况，为合理制订转向架构架焊修工艺提供可行性依据。
1管支架材料及焊修工艺管支架用钢为按照JIS G 3114—2008生产的SMA490BW 板材（厚12mm ）和管材（准203mm×11mm ）。
钢的屈服强度≥355MPa ，抗拉强度490～630MPa ，伸长率≥15％。
焊丝选用符合T B /T 2374—2008的JM55－Ⅱ焊丝，直径1．2mm 。
焊接保护气体采用富氩混合保护气体（φ（Ar ）80%+φ（CO 2）20%）。
模拟构架管支架T 形接头结构件如图1所示，即在钢管表面焊接支架的结构形式。
焊接顺序对T型接头残余应力及变形的影响[摘要]：本文利用simufact welding专用焊接软件，模拟了5种不同焊接顺序对t型焊缝残余应力及变形的影响，并得到了最优的焊接顺序。
结果表明：残余应力和变形具有相反的变化趋势，先焊两端后焊中间分段焊法既可有效控制t型接头的残余应力，又可控制其变形量。
[关键词]：t型接头有限元模拟焊接顺序残余应力焊接变形引言焊接结构一个很明显的特点是有较大的焊接应力和变形。
焊接应力和变形不但可能引起热裂纹、冷裂纹、脆性断裂等工艺缺陷，而且在一定条件下将影响结构的承载能力，如强度，刚度和受压稳定性。
除此以外还将影响到结构的加工精度和尺寸稳定性。
因此，在设计和制造时充分考虑焊接应力和变形这一特点是十分重要的[1][2]。
采取合理焊接工艺控制焊接残余应力和变形，对于提高结构件使用寿命具有重要的意义。
焊缝残余应力和变形的复杂性使得以通过试验、检测等手段获得残余应力分布规律变得很困难，精度难以保证。
在计算机高速发展的今天，大多采用数值模拟的方法[3]。
因此本文以泵车臂架和支腿结构为研究对象，利用simufact welding专用焊接软件优化工艺设计，提出合理的施焊方案，使变形和残余应力得到控制，以满足结构的使用要求。
1.有限元模型建立1.1 模型建立泵车臂架和支腿为典型的箱体结构，由顶底板、两侧板和焊缝组成，一般实际结构尺寸较大，为了方便计算，取实际结构的一部分建立简化模型（尺寸：底板和侧板尺寸为150×450×8mm），如图1所示。
1.2 网格划分为提高计算效率并保证计算精度，在温度梯度较大的焊缝及热影响区网格划分较密，而远离焊缝和热影响区的区域网格较粗，本网格有限元模型采用六面体和四面体混合网格，网格划分结果为9090个节点，5800个单元，有限元划分结果如图1所示。
1.3 材料特性由于泵车臂架和支腿均为高强钢焊接结构，本次模拟选用16mncr5作为高强钢材料，其热物理参数和力学性能参数随着温度变化而变化，如下表1所示。
焊接技术培训中焊接变形与残余应力的实验研究焊接是一种将两个或多个金属部件通过熔融、热加工和冷却等工艺连接在一起的方法。
然而，在焊接过程中，焊接件会发生变形和产生残余应力，这对于焊接接头的工程质量和性能产生了重要影响。
本文将介绍焊接技术培训中焊接变形与残余应力的实验研究，并探讨其影响因素和控制方法。
1. 实验目的研究焊接过程中焊接变形与残余应力的形成机制，为焊接技术培训提供理论依据和实验指导。
2. 实验方法2.1 实验材料与设备选择常见的金属材料作为实验材料，如碳钢、不锈钢、铝合金等。
使用焊接设备，如电弧焊机、气保焊机等进行焊接实验。
2.2 实验流程根据设计要求，制备焊接试件，并对试件进行预处理，例如表面除油、去毛刺等。
确定焊接参数，如焊接电流、电压、焊接速度等。
进行焊接过程中的实时数据采集，如温度、位移等。
完成焊接后，使用适当的测试方法对焊接接头的变形和残余应力进行分析和测试。
3. 实验结果与分析根据实验数据和测试结果，综合分析焊接变形与残余应力的影响因素。
通过实验可以发现，焊接过程中的热效应是主要原因之一。
焊接过程中的高温会导致材料的热膨胀，随后的冷却过程会导致收缩，从而产生变形和残余应力。
此外，材料的热导率、焊接顺序、环境温度等因素也会对焊接变形和残余应力产生影响。
通过分析这些影响因素，可以采取一系列的控制措施，如优化焊接工艺参数、采用预热和后热处理等，以减少焊接变形和残余应力的产生。
4. 实验结论通过实验研究，我们可以得出以下结论：(1) 焊接过程中的热效应是引起焊接变形和残余应力的主要原因之一。
(2) 焊接顺序、材料热导率等因素也会对焊接变形和残余应力产生影响。
(3) 通过优化焊接工艺参数和采取适当的控制措施，可以有效减少焊接变形和残余应力的产生。
5. 实验意义研究焊接变形与残余应力的实验对于焊接技术的培训和应用具有重要意义。
通过实验研究可以深入了解焊接过程中的变形和残余应力形成机制，帮助焊接工程师准确判断焊接质量，优化焊接工艺参数，提高焊接接头的工程质量和性能。
浅析钢结构焊接残余应力及焊接变形控制摘要：焊接是钢结构施工中的基础技术，发挥着重要作用，但焊接残余应力的产生也是其难以避免的缺陷。
基于此，本文先是从产生原因、影响、控制措施三个方面研究了钢结构焊接残余应力，然后分析了焊接变形控制。
关键词：钢结构；焊接残余应力；焊接变形引言：随着我国工业技术的广泛提高，焊接技术变得越来越精细化。
焊接技术具有着操作便捷、经济节约的优势，但也存在残余应力的消极影响。
为了保障钢结构的质量和稳定，研究钢结构焊接残余应力及焊接变形控制具有重要意义。
一、钢结构焊接残余应力分析（一）焊接残余应力的产生原因1.材料性能造成残余应力的产生钢结构在焊接过程中，由于焊接加热让钢结构上受热不均匀，温度呈现出梯度冷却变化，从而产生了焊接残余应力。
造成受热不均匀的物理原因是，钢结构部件的材料性质不同，对于温度的反应也大不相同，所体现出来的比热容也不同，焊接部位结构上发生相应的变化。
另外焊接部位的导热系数、膨胀系数、密度等性质，造成焊接部位发生受热不均匀的现象，由此产生了残余应力。
2.热源不同造成的残余应力在焊接的时候，由于接入了不同的焊接热源也影响了残余应力的产生。
对金属进行的焊接需要电能、化学能、机械能等。
相对应的焊接热源包括电焊热源、电阻焊热源等等。
由于焊接过程中使用不同种类的热源，钢构件中产生的温度场也不同，由此钢构件上产生的残余应力也就大不相同，对于钢结构变形也产生大不相同的影响。
在进行钢构件的焊接操作时，需要根据钢材的材料选择合适的焊接热源，来减少残余应力的影响。
3.其他原因其他原因造成的残余应力，包括钢结构在操作焊接之前，对于钢结构器件进行处理，使钢结构部件得到过轧刹，那么焊接操作将受到影响，残余应力因此而产生。
焊接操作中钢结构的物理性质也会影响到残余应力产生[1]。
（二）焊接残余应力带来的影响1.疲劳强度低残余应力会影响到钢构件的疲劳强度，也就是影响到焊接结构使用年限，钢结构使用寿命是检验质量的重要标准。
