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焊接残余应力残余应力是什么？残余应力是指在没有外力或外力矩作用的条件下，构件或材料内部存在并且自身保持平衡的宏观应力。
一、残余应力是哪种内应力？1内应力的分类根据作用范围大小可分为三类：第一类内应力（又称“宏观应力”）贯穿于整个物体内部；第二类内应力存在于单个晶粒的内部，当这种平衡遭到破坏时，晶粒尺寸会发生变化；2残余应力所属类别残余应力是第一类内应力的工程名称。
残余应力形成的根本原因是微观上不同原子或者同种原子不同排列方式造成材料成分或者结构上的不均匀性导致的原子间相互作用力的变化在宏观上的体现。
二、哪些加工成型过程会导致残余应力？铸造、锻压、焊接、喷涂以及各类机械加工成型过程中都会导致材料出现残余应力。
本文关注的对象是焊接残余应力。
焊接残余应力是焊件产生变形、开裂等工艺缺陷的主要原因，焊接变形在制造过程中危及形状与尺寸公差、接头安装偏差和增加坡口间隙，使制造过程更加困难；焊接残余应力可使焊缝特别是定位焊缝部分或完全断开；机械加工过程中释放的残余应力也会导致工件产生不允许的变形。
同时，焊接残余力可能引起结构的脆性断裂，拉伸残余应力会降低疲劳强度和腐蚀抗力，压缩残余应力会减小稳定性极限。
因此，焊接残余应力一直是焊接界关注的重点问题之一。
三、焊接残余应力的控制方法在制造过程中的工艺措施和方法采用线能量小的工艺参数和焊接方法及强制冷却措施采用合理的焊接顺序和方向，调整残余应力分布1）先焊收缩量大的焊缝和应力较大的焊缝；2）焊缝交叉时，先焊短焊缝，后焊直通长焊缝；采取降低焊缝拘束度的工艺措施，补偿焊缝收缩量；锤击多层焊缝中间各层，使之延展，降低应力和拘束度；预拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或热拉伸）局部加热，在构件的相应部分形成可补偿焊缝收缩的变形；低应力无变形焊接法四、焊接残余应力的消除方法1）利用机械力或冲击能分为焊缝滚压法、机械拉伸法、锤击法、振动法、爆炸法。
2）热处理整体高温退火、局部高温退火、温差拉伸法（低温消除应力法）、拟焊接加热法。
moldex 残余应力残余应力是指材料在去除了外部载荷或温度变化的情况下所保留的内部应力。
这种应力是由于材料的非弹性变形或组织结构的改变引起的，与外部负荷无关。
在实际材料中，残余应力会对材料的物理和机械性能产生重大影响。
本文将介绍残余应力的形成机制、测量方法以及对材料性能的影响。
残余应力的形成机制多种多样，主要包括冷却、变形和相变等。
其中，冷却是最常见的残余应力形成机制之一。
当材料由高温状态迅速冷却时，由于内外部温度差异引起的热膨胀不均匀，导致材料内部产生应力。
另外，金属材料的切削加工和塑性变形过程中也会导致残余应力的产生。
此外，某些材料在相变过程中也会产生残余应力。
残余应力的测量是材料研究的重要方向之一。
目前，常用的测量方法主要包括光栅法、X射线衍射法、中子衍射法和应变测量法等。
光栅法是一种非接触式的方法，通过测量光栅表面的位移来计算应力分布。
X射线衍射法和中子衍射法则是通过测量材料中晶体的衍射角度来获得应力信息。
而应变测量法需要在材料表面或内部粘贴测量应变片，通过测量应变片的应变来间接计算材料的应力分布。
残余应力对材料的性能有着重大影响。
首先，残余应力可能导致材料的变形和裂纹。
当外部载荷作用于材料时，残余应力和外部应力将合成为总应力，导致材料的变形。
而当残余应力的大小超过了材料的强度极限时，材料会发生破坏。
其次，残余应力还会改变材料的物理性质，如导电性、磁性和光学性质等。
例如，金属材料中的残余应力会改变材料的电阻率和磁化率。
最后，残余应力对材料的机械性能也有很大的影响。
残余应力会改变材料的硬度、弹性模量和断裂韧性等力学性能。
为了减小残余应力对材料性能的影响，人们采取了多种措施。
首先，通过合理的工艺控制和材料设计，可以减少材料的非弹性变形和组织结构的改变，从而减小残余应力的产生。
其次，合适的退火处理和热处理可以有效地消除或减小材料中的残余应力。
此外，适当的应力释放方法，如振动和冲击等，也可以减小材料中的残余应力。
第二章残余应力§2.1残余应力分类在各种金属构件加工制造过程中，构件内部不可避免地会产生残余应力。
生产过程中应力产生主要工艺分为：铸造残余应力、焊接残余应力、压力加工残余应力、切削加工残余应力、热处理残余应力、镀层残余应力、表面硬化处理残余应力、校直残余应力等。
§2.2残余应力的产生各种机械加工一如铸造、切削、焊接、热处理、装配等都会使工件内部出现不同程度的残余应力。
从残余应力产生的原因来讲，可分成如下几类：1.由于机械加工产生不均匀的塑性变形引起的残余应力。
2.由于温度不均匀造成的局部热塑性变形或相变作用引起的不均匀塑性变形而产生的残余应力。
3.由于装配公差产生的残余应力。
此外还有化学变化等多种原因都可产生残余应力。
由于产生残余应力的原因不同，因此构建内残余应力的分布和良知也不相同。
某点的最终残余应力的量值，是由各种原因产生的残余应力的综合值。
现将产生残余应力的几种主要原因的力学模型分述如下。
一、机械加工引起的残余应力这是金属构件在加工中最易产生的残余应力。
当施加外力时，物体的一部分出现塑性变形，卸载后，塑性变形部分限制了与其相邻部分变形的恢复，因而出现了残余应力。
这种由局部塑性变形引起的残余应力，在很多加工工艺中均会出现，如锻压、切削、冷拨、冷弯等等。
这种残余应力往往是很大的。
二、温度不均匀引起的残余应力大多数金属都不是纯弹性或纯塑性材料，在冷却过程中往往会发生塑性至弹性的转变。
以铸铁件和碳钢焊接件为例；无论是铸造和焊接均需要将构件加热到800℃以上。
加工后放在自然温度环境中，构件都要经过这个塑性—弹性转变温度区间700---400℃，由于构件冷却是从外到内的，就会产生外部成弹性温度区间，而构件内部还处在塑性温度区间，通俗的讲就是构件外部已经固化，而内部因为继续冷却而收缩，构件外部不让其收缩产生残余应力。
§2.3残余应力对金属构件的影响残余应力的存在对金属工件的强度疲劳寿命结构变形等方面的影响都是很大的，因此在结构设计中必须予以考虑。
moldex 残余应力残余应力是指物体在完成一定变形后，仍然存在的内部应力状态，即当物体内部已经没有外力作用时，仍然存在着一种不平衡状态的应力。
这种应力称为残余应力。
残余应力的形成主要是由于物体在外力作用下的形变过程中，由于内外部材质的差异，导致物体内部出现应力分布的不均匀。
残余应力的大小和分布是由多种因素决定的，包括物体的材料性质、成型过程、温度变化、冷却速度等。
在工程应用中，残余应力的存在可能对物体的性能和使用寿命产生一定的影响。
一方面，残余应力可能导致物体在使用过程中内部发生损伤和失效，从而降低了物体的强度和稳定性。
另一方面，残余应力也可能对物体的工作性能产生积极的影响，如提高物体的耐疲劳性、耐腐蚀性或其他特殊性能。
在材料加工过程中，残余应力是一个重要的控制因素。
对于金属材料而言，残余应力主要是由于塑性变形和热处理过程中的冷却引起的。
在塑性变形过程中，材料内部发生了屈服和流动，导致了局部的塑性形变。
而在冷却过程中，由于金属的热膨胀系数较小，冷却速度较快，使得物体的尺寸发生了缩小，从而产生了残余应力。
这种残余应力在金属件的形状和尺寸稳定性方面具有重要的作用。
对于塑料材料而言，由于其具有较高的可塑性，残余应力的产生主要是由于成型过程中的形状变化和冷却引起的。
在塑料成型过程中，材料在加热软化后通过模具进行形状变化，然后再通过冷却使其恢复原有的硬度和尺寸。
在这个过程中，由于物体的形状变化和冷却速度的不均匀性，使得物体内部产生了残余应力。
这些残余应力可能会导致材料的变形、开裂和失效等问题。
残余应力的大小和分布对物体的性能和使用寿命具有重要的影响。
一方面，残余应力可能导致物体在使用过程中发生变形、开裂和失效等问题，降低了物体的强度和稳定性。
另一方面，残余应力也可能对物体的工作性能产生积极的影响，如提高物体的耐疲劳性、耐腐蚀性或其他特殊性能。
为了减小残余应力的影响，可以采取一些措施来调控残余应力的大小和分布。
残余应力的符号【实用版】目录1.残余应力的定义与产生原因2.残余应力的分类3.残余应力的符号表示方法4.残余应力的影响与消除方法正文一、残余应力的定义与产生原因残余应力是指在构件受到外力作用后，当外力去除后，仍然存在于构件内部的应力。
它是由于材料内部的塑性变形或裂纹产生的。
残余应力会对构件的强度、刚度和疲劳寿命产生影响，因此研究残余应力具有重要意义。
二、残余应力的分类根据残余应力的性质和分布特点，可以分为以下几类：1.压缩残余应力：由于外力作用使材料产生压缩变形，当外力去除后，材料内部存在的应力。
2.拉伸残余应力：由于外力作用使材料产生拉伸变形，当外力去除后，材料内部存在的应力。
3.弯曲残余应力：由于外力作用使材料产生弯曲变形，当外力去除后，材料内部存在的应力。
4.扭转残余应力：由于外力作用使材料产生扭转变形，当外力去除后，材料内部存在的应力。
三、残余应力的符号表示方法在研究残余应力时，需要对其进行符号表示。
残余应力的符号表示主要包括应力分量的表示和应力主方向的表示。
1.应力分量的表示：采用三个主应力σx、σy、σz 表示材料在三个正交方向上的应力分量。
2.应力主方向的表示：采用一个矢量 n 表示应力主方向，与应力分量的关系为：σx = n·σy，σy = n·σz，σz = n·σx。
四、残余应力的影响与消除方法残余应力会对构件的性能产生不良影响，如降低强度、刚度和疲劳寿命。
为了减小残余应力的影响，可以采用以下方法：1.设计优化：在设计阶段，通过合理的结构形式和材料选择，减小残余应力的产生。
2.加热处理：通过适当的加热和冷却过程，改变材料内部的组织结构，消除残余应力。
3.机械加工：通过磨削、拉削等机械加工方法，消除残余应力。
焊接残余应力一、焊接残余应力的分类1．按焊接残余应力产生的原因分类（1）温度应力（又称热应力）：它是由于金属受热不均匀，各处变形不一致且相互约束而产生的应力。
焊接过程中温度的应力是不断变化的，且峰值一般都达到屈服强度，因此产生塑性变形，焊接结束并冷却后产生残余应力保存下来。
（2）组织应力：焊接过程中，引起局部金属组织发生转变，随着金属组织的转变，其体积发生变化，而局部体积的变化受到皱纹金属的约束，同时，由于焊接过和中是不均匀的加热与冷却，因此组织的转变也是不均匀的，结果产生了应力。
（3）拘束应力：焊件结构往往是在拘束条件下焊接的，造成拘束状态的因素有结构的刚度、自重、焊缝的位置以及夹持卡具的松紧程度等。
这种在拘束条件下的焊接，由于受到外界或自身刚度的限制，不能自由变形就产生了拘束应力。
（4）氢致应力：焊缝局部产生显微缺陷，扩散氢向显微缺陷处聚集，局部氢的压力增大，产生氢致应力。
氢致应力是导致焊接冷裂纹的重要原因。
2．按照焊接残余应力在结构中的作用方向分类（1）单向应力：应力在焊件中只沿一个方向产生的应力。
（2）双向应力：焊接应力存在于焊件中的一个平面不同方向上（也称平面应力）。
3．体积应力：焊接应力在焊件中沿空间三个方向上发生。
二、控制焊接残余应力的工艺措施控制焊接残余应力应从设计和工艺两个方面考虑。
（1）设计方面：在保证有足够强度的前提下，尽量减少焊缝的数量和尺寸，选择合理的接头形式，将焊缝布置在构件最大应力区之外。
（2）工艺方面：1）选择合理的组焊顺序施焊时，要考虑焊缝尽可能的收缩，以减小结构的拘束度，从面降低焊接残余应力，其原则是：减小拘束，尽量使每条焊缝能自由的收缩；多种焊缝焊接时，应先焊收缩量大的焊缝；长焊缝宜从中间向两头施焊，避免从两头向中间施焊。
2）选择合理的焊接参数需要严格控制焊接残余应力的构件，焊接时尽可能地选用较小的焊接电流和较快的速度，减小焊接热输入，以减少焊接的受热范围。
残余应力基础知识一、基本概念1.1应力残余应力是在无外力的作用时，以平衡状态存在于物体内部的应力。
在外力的作用下，当没有通过物体表面向物体内部传递应力时，在物体内部保持平衡的应力系称为固有应力或初始应力。
热应力(Thermal stress)和残余应力(Residual stress)是固有应力的一种。
而固有应力也被一些研究者称为内应力。
通常说来，物体的内力是指物体内部质点之间的相互作用力，在物体没有受到外力作用时它就存在着的。
就是是这种内力，使物体各个部分紧密相连，并保持一定的几何形状。
通常我们关心的不是内力的大小，而是构件中所承受内力最严重的所谓“危险点”。
为了描述截面上各点承受内力的程度，以及内力在截面上的分布状况，引入内力集度(即应力)的概念。
如图2.1所示，设在受力物体内某一截面m-m 上任取一点K ，围绕K 点取为面积∆A,若在∆A 上作用的内力为∆P ，则在∆A 上的内力平均集度为:m P P ∆=∆A（1）图2.1应力概念示意图P m 称为作用在∆A 上的平均全应力。
如果所取微面积∆A 越小，则P m 就越能准确表示K 点所受内力的密集程度。
当∆A 趋于0时，其极限值定义为K 点的全应力（Total stress ），即 lim 0P dP p dA A ∆==∆A∆→ （2） 全应力p 是一个矢量。
为了研究问题的方便，常把全应力p 分解为垂直于截面m-m 的分量σ和相切于截面m-m 的分量τ。
σ称为法向应力或正应力，τ称为切向应力或剪应力。
[2]1.2内应力概念、原理由于物体是由无数质点组成的，因此，在未受外力作用时，内部各质点间就已存在着相互作用的力，它使各质点处于相对平衡状态，从而物体才能保持一定的形状，这种力称为物体的固有内力，即自然状态粒子结合力。
固有应力也被一些研究者成为内应力（Internal stress）。
内应力是指产生应力的各种因素不复存在时（如外力已去除、加工已完成、温度已均匀、相变已停止等），由于不均匀的塑性变形或相变而使材料内部依然存在并自身保持平衡的应力。
