降低焊接应力的措施

焊接应力与变形及其预防和校正措施焊件不均匀局部加热和冷却是导致焊接应力和变形产生的根本原因。

1.焊接变形的基本形式a)收缩（纵向、横向）变形 b)角变形 c)弯曲变形 d)波浪变形 e)扭曲变形 f)错边（长度方向、厚度方向）变形σ＞σs时，产生变形σ＞σb时，产生裂纹，甚至断裂2.预防和减小焊接应力及变形的措施1）合理设计焊接结构（减少焊缝长度和截面积、尽量采用对称焊缝、避免交叉焊缝）；2）焊前预热（焊后冷却时，加热区与焊缝同时收缩。

此法称为加热减应区法：如图a)焊前b)焊后）；3）反变形法4）刚性固定法5）选择合理焊接顺序a)焊接顺序应能使焊件自由收缩 b)对称焊接法 c)长焊缝的分段焊法 d)工字梁的焊接方法6）锤击焊缝法3.焊接变形的校正1）机械矫正法a)压力矫正 b)锤击矫正变形的步骤2）火焰矫正法a）T形梁的火焰矫正 b)薄板波浪变形的火焰矫正4.焊接接头设计1）焊接结构应尽量选用型材成冲压件a)用四块钢板焊成 b)用两根槽钢焊成 c)用两根钢板弯曲后焊成 d)容器上的铸钢件法兰2）合理布置焊缝①焊缝布置应尽量分散a)、b)、c)不合理 d)、e)、f)合理②焊缝和位置应尽量对称布置a)、b)不合理 c)、d)、e)合理③尽量减少构件成焊件接头部位的应力集中a)不合理 b)合理④焊缝应避开最大应力和应力集中部位a)、b)、c)、d)不合理 e)、f)、g)、h)合理⑤对不同厚度钢板的受力对接接头，要采用工艺措施⑥在满足使用要求的前提下，应尽量减少焊缝对结构附加应力的影响a)次要焊缝影响主要受力构件 b)附加元件（卡箍）代替次要焊缝。

焊接残余应力的消除方法焊接残余应力是焊接技术带来的一个几乎无法避免的缺陷，其危害众所周知。

当焊接造成的残余应力会影响结构安全运行时，还需设法消除焊接残余应力，改善焊接接头的塑性和韧性，以提高焊件结构性能。

一、焊接的应力与应变：在接过程中，由于焊接件产生温度梯度，接头组织和性能的不均匀，就会在焊件内产生应力和应变。

焊后残留在焊件内的焊接应力就是焊接残余应力，它是没有外载荷作用时就存在的应力。

二、焊接残余应力的危害：焊接残余应力与外载荷产生的应力叠加，局部区域应力过高，使结构承载能力下降，引起裂纹和变形，使焊件形状和尺寸发生变化，需要进行矫形。

变形过大会因无法矫形而报废甚至导致结构失效。

三、减少焊接残余应力和变形的措施：①设计②焊接工艺如：尽量减少焊接接头数量相邻焊缝间应保持足够的间距尽可能避免交叉，避免出现十字焊缝焊缝不要布置在高应力区焊前预热等等四、焊后残余应力的消除方法消除焊接残余应力的方法有：热处理、锤击、振动法和预载法等。

1、热处理消除法焊后热处理是一种消除焊接残余应力常用的方法。

工程上我们主要用退火处理，火温度越高、保温时间越长，消除焊接残余应力的效果就越好。

但是温度过高，使工件表面氧化比较严重，组织可能发生转变，影响工件的使用性能，存在弊端。

蠕变应力松弛理论为热处理消除焊接残余应力提供了另一条思路，工件在较低温度时会发生蠕变，材料内部的残余应力会因应力松弛而得到释放，只要保温时间足够长，理论上残余应力可完全消除。

在低温消除焊接残余应力时，材料的组织和性能变化甚微，几乎不影响材料的使用性能，而且低温处理材料表面的氧化和脱碳也比较小，这就可以在材料的力学性能和组织基本不变的情况下达到降低材料焊接残余应力的目的。

2、锤击消除法焊后采用带小圆头面的手锤锤击焊缝及近缝区，使焊缝及近缝区的金属得到延展变形，用来补偿或抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，使焊接残余应力降低。

锤击时要掌握好打击力量，保持均匀、适度，避免因打击力量过大造成加工硬化或将焊缝锤裂。

减少焊接接应力和焊接变形的措施1、减少焊接接应力和焊接变形的措施1.1、减少焊接应力的措施：1）、安装过程中的措施结采取合理的焊接顺序。

在焊缝较多的组装条件下，根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊接收缩量较大的焊缝，后焊接收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝。

在满足设计要求的条件下，尽量减小焊缝尺寸。

不应加大焊缝尺寸和余高，要转变焊缝越大越安全的观念。

在构件组装施工时，严禁强力对口和热膨胀法对口以减小焊接拘束度。

拘束度越大，焊接应力越大，尽量使焊缝在较小拘束度下焊接或在自由状态下施焊。

安装时焊接过程控制：对接接头的焊接采用特殊的左右两根同时施焊方式，操作者分别来取共同先在外侧起焊，后在内侧施焊的顺序，自根部起始至面缝止，每层次均按此顺序实施。

根部焊接，根部施焊应自下部超始出处超越中心线10mm起弧，与定位焊接接头处应前行10mm收弧，再次始焊应在定位焊缝上退行1Omm起弧，在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少15mm并填满弧坑；另一半焊接前应将前半部始焊及收弧处修磨成缓坡状并确认无未熔合即未熔透现象后在前半部焊缝上引弧。

仰焊接头处应用力上顶，完全击穿；上部接头处应不熄弧连续引带至接头处5mm时稍用力下压，并连弧超越中心线至少一个熔池长度（10一15mm）方允许熄弧。

次层焊接，焊接前剔除首层焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔细检查坡口边沿有无未熔合及凹陷夹角，如有必须除去。

飞溅与雾状附着物，采用角向磨光机时，应注意不得伤及坡口边沿。

此层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊条，仰爬坡时电流稍调小，立焊部位时选用较大直径焊条，电流适中，焊至爬坡时电流逐渐增大，在平焊部位再次增大，其余要求与首层相问。

填充层焊接：填充层的焊接工艺过程与次展完全相同，仅在接近面层时，注意均匀流出1.5－2mm的深度，且不得伤及坡边。

面层的焊接，管贯面层焊接，直接关系到接头的外观质量能否满足质量要求，因此在面层焊接时，应注意选用较小电流值并注意在坡口边熔合时间稍长，接头重新燃弧动作要快捷。

焊接的应力如何消除
一、减小焊接残余应力的措施
一般来说,可以从设计和工艺两方面着手：
1．设计措施：
①尽可能减少焊缝数量；②合理布置焊缝；③采用刚性较小的接头形式; 2．工艺措施：
（1）采用合理的装配和焊接顺序及方向①钢板拼接焊缝的焊接；②同时存在收缩量大和收缩量小的焊缝时,应先焊收缩量大的焊缝；③对工作时受力较大的焊缝应先焊；④平面交叉焊缝的焊接;
（2）缩小焊接区与结构整体之间的温差预热法、冷焊法
（3）加热“减应区”法
（4）降低接头局部的拘束度
5锤击焊缝
二、消除焊接残余应力的方法：
1．热处理法热处理法是利用材料在高温下屈服点下降和蠕变现象来达到松驰焊接残余应力的目的,同时热处理还可以改善接头的性能; 1整体热处理整体炉内热处理、整体腔内热处理整体加热热处理消除残余应力的效果取决于热处理温度、保温时间、加热和冷却速度、加热方法和加热范围;保温时间根据板厚确定,一般按每毫米板厚1~2 min
计算,但最短不小于30 min,最长不超过3h; 碳钢及中、低合金钢：加热温度为580~680℃；铸铁：加热温度为600~650℃; 2局部热处理局部热处理只能降低残余应力峰值,不能完全消除残余应力;加热方法有电阻炉加热、火焰加热、感应加热、远红外加热等,消除应力效果与加热区的范围、温度分布有关;
2．加载法加载法就是通过不同方式在构件上施加一定的拉伸应力,使焊缝及其附近产生拉伸塑性变形,与焊接时在焊缝及其附近所产生的压缩塑性变形相互抵消一部分,达到松驰应力的目的;
1机械拉伸法 2温差拉伸法 3振动法。

焊接应力的消除方法1、利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力焊接残余应力产生的根本原因是由于焊缝在冷却过程中的收缩，因此，焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力。

据测定，利用锤击法可使残余应力减少1/2~1/4。

锤击焊缝时，构件温度应当维持在100~150℃之间，或在400℃以上，避免在200~300℃之间进行，因为此时金属正处于蓝脆阶段，若锤击焊缝容易造成断裂。

多层焊时，除第一层和最后一层焊缝外，每层都要锤击。

第一层不锤击是为了避免产生根部裂纹；最后一层通常焊得很薄，主要是为了消除由于锤击而引起的冷作硬化。

2、利用振动法来消除焊接残余应力构件承受变载荷应力达到一定数值，经过多次循环加载后，结构中的残余应力逐渐降低，即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。

一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。

振动法的优点是设备简单、成本低，时间比较短，没有高温回火时的氧化问题，已在生产上得到一定应用。

3、利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力焊接时，加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，就能减小焊接应力，这种方法称为“加热减应区法”，加热的部位就称之为“减应区”。

利用“加热减应区法”减小焊接应力，关键在于正确选择“减应区”的部位，总的原则是选择那些阻碍焊接区自由膨胀和伸缩的部位。

必须注意，焊接区本身绝不能作为减应区的部位，因为那时焊接应力非但不减小，相反还会增加。

实际操作时，检验减应区的部位是否选择正确，可用气体火焰在该处加热一下，若焊接缝隙处张开，则表示选择正确。

4、利用降低结构局部刚来控制焊接残余应力构件的刚度增加时，焊后的残余应力将显著加大。

因此，在条件许可时，焊前采取一定的工艺措施，将焊接区域的局部刚度降低，能有效地降低焊接残余应力。

例如，一圆形封头补焊时，需加一塞块。

因封头较厚又是封闭焊缝，所以焊接应力很大，焊后在焊缝中经常发现裂纹。

今在靠近焊缝处开两圈缓和槽，降低了接头处的局部刚度，使焊接应力大为降低，有效地防止了裂纹。

降低焊接应力工艺措施口诀焊接应力是在焊接过程中产生的应力，它会对焊接部件造成变形和应力集中，进而影响焊接接头的质量和使用寿命。

为了降低焊接应力，提高焊接质量，需要采取一系列工艺措施。

本文将逐步介绍降低焊接应力的口诀和相应的工艺措施。

一、合理规划焊接顺序1. 确定焊接顺序时，应从内向外焊接，从中心向两侧进行，依次进行焊接。

从内向外焊接可以减少焊接应力在焊接过程中的积累，降低变形的程度。

2. 将大尺寸焊接件分成多个小尺寸的焊缝，分别进行焊接。

这样可以减少焊接应力的集中，降低焊接部件变形的可能。

二、控制预热温度和焊接速度1. 预热是降低焊接应力的重要手段之一。

在焊接前对焊接件进行预热，可以改善焊接材料的塑性和可变形性，从而降低焊接应力。

预热温度需要根据焊接材料的种类和厚度来确定。

2. 焊接速度过快会使焊接区域产生较大的温度梯度，增加焊接应力。

为了降低焊接应力，需要控制焊接速度，使其适中。

三、合理选择焊接参数1. 焊接电流和电压的选择应根据焊接材料和厚度进行合理调整。

通常情况下，较小的焊接电流和较低的电压可以减少焊接应力。

2. 控制焊接过程中的热输入量，避免过热和焊接过程中的温度梯度过大。

四、应用适当的焊接辅助材料1. 选用合适的焊接填充材料，如焊条或焊丝。

这些填充材料应具有良好的塑性和可变形性，能够有效缓冲焊接应力，减少变形。

2. 引入焊接辅助材料，如夹具、临时焊接支撑物等，来限制和平衡焊接变形。

五、采取后焊热处理措施1. 通过后焊热处理可以缓解焊接应力，改善焊接接头的组织结构和性能。

常用的后焊热处理方法包括回火、时效处理等，需根据具体情况选择合适的方法。

2. 后焊热处理一般需要在焊接完成后进行，但也可以在焊接过程中进行局部热处理，以降低焊接应力。

降低焊接应力是确保焊接接头质量和使用寿命的关键。

通过合理规划焊接顺序，控制预热温度和焊接速度，选择合适的焊接参数和辅助材料，以及采取后焊热处理措施，我们可以有效降低焊接应力，减少焊接变形，提高焊接质量。

焊接件消除内应力的方法
焊接件消除内应力的方法可以分为以下几种:
1. 变形控制:焊接变形是焊接件内应力的主要原因之一,因此可
以通过控制焊接变形,减少内应力的产生。

控制焊接变形的方法包括
控制焊接速度、焊接位置、焊接角度、焊接应力等因素。

2. 冷却处理:在焊接过程中,可以通过给予适当的冷却处理,降
低焊接接头的热应力,从而减轻内应力。

冷却处理的方法包括冷焊、
暂停焊接等。

3. 应力消除技术:应力消除技术是指在焊接过程中,通过施加一
定的压力或通过其他手段将焊接件内部的应力消除,从而减轻内应力
的产生。

常见的应力消除技术包括水压试验、超声波焊接、激光焊接等。

4. 组织调整:在焊接接头的组织调整中,可以通过改变焊接接头
的熔池形态、晶体组织、裂纹倾向等方面,调整焊接接头的组织和性能,从而减轻内应力的产生。

5. 后处理方法:在焊接完成后,可以通过后处理方法,如后热、砂轮抛光、表面涂层等,改善焊接接头的外观和性能,减轻内应力的产生。

需要注意的是,不同的焊接件、不同的内应力状况和不同的应用
场景,可以采用不同的消除内应力方法。

因此,在实际应用中,需要根
据具体情况选择适当的方法。

防止和减少焊接残余变形与应力的措施随着现代制造业的发展，焊接在各行各业中扮演着至关重要的角色。

无论是航空航天、汽车制造还是建筑工程，在这些领域中，焊接都是不可或缺的连接工艺。

然而，随之而来的焊接残余变形与应力问题也愈加引起人们的关注。

焊接过程中产生的残余变形与应力，不仅会影响工件的外观质量，还可能引发裂纹和变形等问题，严重影响其使用性能和寿命。

如何有效地预防和减少焊接残余变形与应力，成为了焊接工艺中的重要课题。

1.选材：材料的选择对于焊接残余变形和应力的控制至关重要。

在焊接过程中，通常会选择具有较高熔点和较小线膨胀系数的材料，以减少焊接时热影响区的热变形；还应根据实际情况选择合适的填充材料。

2.焊接方式：合理选择焊接方式是减少焊接残余变形和应力的关键。

一般来说，采用低热输入、低变形的焊接方式，例如脉冲焊、激光焊等，能够有效降低焊接工件的残余变形和应力。

3.焊接顺序：合理规划焊接顺序也是减少残余变形和应力的重要手段。

通常情况下，应该首先焊接边缘，然后逐渐向内焊接，以减少焊接区域的热输入，降低残余变形和应力。

4.预热和后热处理：在一些情况下，通过预热和后热处理也能有效减少焊接残余变形和应力。

预热能够降低材料的硬度，减少焊接残余应力；后热处理则能够通过回火或退火处理，消除残余应力，提高焊接接头的韧性和稳定性。

5.夹具和辅助装置：采用合理的夹具和辅助装置也能有效减少焊接残余变形和应力。

夹具的设计应在尽量避免约束工件的能够保证焊接接头的稳固性；而辅助装置则可以提供额外的支撑，减少工件在焊接过程中的变形。

总结回顾：在焊接工艺中，预防和减少焊接残余变形与应力是至关重要的。

通过合理选材、焊接方式、焊接顺序、预热和后热处理、夹具和辅助装置等措施，可以有效控制焊接过程中的残余变形和应力，保证焊接接头的质量和稳定性。

个人观点：作为焊接工艺的重要环节，防止和减少焊接残余变形与应力对于提高焊接接头的质量和稳定性至关重要。

什么是焊接应力？焊接应力，是焊接构件由于焊接而产生的应力。

焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。

焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。

焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观。

焊接残余应力对焊件有6个方面的影响：1、对强度的影响2、对刚度的影响3、对受压焊件稳定性的影响4、对加工精度的影响5、对尺寸稳定性的影响6、对耐腐蚀性的影响焊接应力的消除方法：01整体高温回火（消除应力退火）将整个焊接结构加热到一定温度（根据具体工件金属材质而定），保温一段时间，在冷却。

可以消除80%-90%的残余应力。

应用最为广泛的一种应力消除工艺。

02局部高温回火只针对焊缝及其周围部分局部回火，消除应力效果不如整体回火。

设备较简单，适用于结构较简单，拘束度较小工件，诸如长筒形容器，管道接头，长构件的对接接头等。

03机械拉伸法对焊接工件进行加载，使得焊接压缩塑性变形区得到拉伸，减少焊接引起的局部压缩变形量，来降低应力。

常见的有水压试验，水压压力大于容器的使用压力，水压试验的同时对容器进行了一次机械拉伸。

消除部分焊接引起的应力。

04温差拉伸法（低温消除应力）在焊缝两侧各一个适当宽度用氧乙炔火焰加热。

在焊枪后边一定距离喷水冷却。

焊枪火焰冷却喷水以相同速度移动。

形成一个两个温度高（峰值约200摄氏度）焊接区域温度低（约100摄氏度）。

两侧金属因受热膨胀对温度较低的焊接区进行拉伸，产生拉伸塑性变形。

来抵消原来的压缩塑性变形。

从而消除内应力。

常用于规则焊缝厚度小于40毫米的板壳结构，应力的消除。

05振动法针对焊缝区域进行振动。

使得振源与结构发生稳定的共振。

利用稳定共振产生的变载应力，使焊缝区产生塑性变形。

达到消除焊接应力的目的。

碳素钢及不锈钢金属结构使用振动法消除应力效果较好。

具有设备价格低廉，简单，处理成本低，时间短。

不会产生高温回火的氧化问题的特点。

焊后消除应力处理措施
1、设计文件对焊后消除应力有要求时，根据构件的尺寸，工厂制作宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火对焊件消除应力，仅为稳定结构尺寸时可采用震动发消除应力；工地安装焊缝宜采用锤击法消除应力。

2、焊后热处理应符合现行国家标准《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》的规定。

当采用点加热器对焊接构件进行局部消除应力热处理时，应符合下列要求：
1）使用配有温度自动控制仪的加热设备，其加热、测温、控温性能应符合使用要求。

2）构件焊缝每侧面加热板（带）的宽度至少为钢板厚度的3倍，且应不小于200mm。

3）加热板（带）以外的构件两侧尚宜用保温材料适当覆盖。

3、用锤击法消除中间焊层应力时，应使用圆头手锤或小型振动工具进行，不应对根部焊缝，盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。

4、用振动法消除应力时，应符合国家现行标准《振动时效工艺参数选择及技术要求》的规定。

消除焊接应力六种方法
消除焊接应力的六种方法包括：
1. 预热：在焊接之前对焊接材料进行预热，使其温度均匀分布，减少焊接时的冷却速度，从而降低焊接应力。

2. 合理设置焊接顺序：将焊接过程分为多个部分，并按照一定顺序进行焊接，避免集中应力的产生。

3. 合理焊缝形状：选择合适的焊缝形状，如圆弧形焊缝或斜角焊缝，避免直角焊缝产生应力集中。

4. 使用焊接变形控制方法：如备用钢板顶住焊缝，限制焊缝收缩；或使用焊接后热处理等方法来控制焊接变形和应力。

5. 合理安排焊接过程参数：如焊接电流、电压、焊接速度等参数的选择，通过调整参数来控制焊接过程中的热影响区域和冷却速度，减少焊接应力。

6. 退火处理：在焊接完成后，对焊接件进行退火处理，通过加热再冷却的过程，使焊接材料的组织结构发生变化，从而减小或消除焊接应力。

举例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施
在焊接设计中，减小应力集中的构造措施可以通过以下几个例子来解释：
1. 避免尖锐的角：在设计中应尽量避免出现尖锐的角落或突然的尺寸变化。

这些位置容易引起应力集中，导致焊接后产生裂纹或者在使用过程中发生疲劳断裂。

例如，可以将直角改为圆角，这样可以有效地降低应力集中。

2. 增加过渡区：通过在应力集中区域增加过渡区，如加装圆角、倒圆角、凹槽、凸台等，也可以有效地降低应力集中的程度。

3. 增加材料厚度：在厚度变化较大的区域，增加材料厚度可以显著提高构件的承载能力，降低应力集中的程度。

但是，需要注意的是，增加厚度也会导致构件重量增加，因此需要综合考虑。

4. 加强局部区域：对于局部区域存在应力集中的构件，可以通过加强局部区域来提高构件的承载能力。

例如，可以通过增加肋、柱、支撑等来提高构件的局部承载能力。

5. 合理选择焊接顺序：在焊接过程中，合理的焊接顺序可以有效地减小焊接变形和应力集中。

例如，先焊接收缩量较大的焊缝，然后再焊接收缩量较小的焊缝，这样可以减小总的收缩量，降低应力集中。

6. 减小焊缝尺寸：在满足设计要求的前提下，尽量减小焊缝尺寸可以降低焊接工作量和焊接变形，从而减小应力集中。

7. 预留收缩余量：在焊接过程中，焊缝会收缩。

在设计时预留收缩余量，可以保证焊后构件的尺寸满足设计要求，减小应力集中。

以上措施都可以减小焊接中的应力集中，具体采用哪种措施需要根据实际情况进行选择。

同时，这些措施也可以提高焊接结构的可靠性和安全性。