焊接应力消除

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。

控制变形及减小消除焊接应力的方法一、控制焊接变形的方法1、设计措施（1）选择合理的焊缝尺寸：焊缝尺寸增加，变形随之增大，但是过小的焊缝尺寸将降低结构的承载能力，并使焊接接头的冷却速度加快，热影响区硬度增高，容易产生裂纹等缺陷，因此应在满足结构承载能力和保证焊接质量的前提下，随着板的厚度来选取工艺上可能选用的最小的焊缝尺寸。

（2）尽量减少焊缝数量;适当选择板的厚度，减少肋板数量，从而可减少焊缝和焊接后变形的校正量，如薄板结构件，可用压型结构代替肋板结构，以减少焊缝数量，防止或减少焊后变形。

（3）合理安排焊缝位置：焊缝对称于焊件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴均可减少弯曲变形。

（4）预留收缩余量：焊件焊后纵向横向收缩变形可通过对焊缝收缩量的估算，在设计时预先留出收缩余量进行控制。

（5）留出装焊卡具的位置：在结构上留有可装焊夹具的位置，以便在焊接过程中可利用夹具来控制技术变形。

2、反变形法（1）板厚8～12mm钢板单边V型坡口对接焊，装配时反变形1.5°焊接后几乎无角变形。

（2）工字梁焊后因横向收缩引起的角变形，若采用焊前预先把上、下盖板压成反变形（塑性变形），然后装配后进行焊接，即可消除上、下盖板的焊后角变形。

但是上下盖板反变形量的大小主要与该板的厚度和宽度有关，同时还与腹板厚度和热输入有关。

（3）锅炉、集装箱的管接头都集中在上部，焊后引起弯曲变形所以要借用强制反变形夹紧装置，并配以对称均匀加热的痕迹顺序，交替跳焊法这样采用了在外力作用下的弹性反变形再配合以合理的受热的施焊顺序，焊后基本上可消除弯曲变形。

（4）桥式起重机的两根主梁是由左、右腹板和上、下盖板组成的箱型结构的为提高该梁的刚性，梁内设计有大、小肋板，且这些肋板角焊缝大多集中在梁的上部，焊后会引起下桡弯曲变形。

但桥式起重机技术要求规定，主梁焊后应有一定的上拱度，为解决焊后变形与技术要求的矛盾，常采用预制腹板上拱度的方法，即在备料时，预先使两块腹板留出上拱度。

焊后热处理和消应力
焊接是一种常见的加工方法，但焊接过程中会产生一些内部应力，可能会导致焊接部件变形或裂纹。

为了消除这些应力并提高焊接件的性能，通常需要进行焊后热处理和消应力处理。

焊后热处理是将焊接件加热到一定温度，然后在一定时间内冷却。

这个过程可以改变焊接件的组织结构和性能，消除内部应力，减少变形和裂纹的风险。

焊后热处理的温度和时间取决于焊接材料的类型和厚度，以及所需的性能。

消应力处理是通过机械或热力学方法来消除焊接件的内部应力。

其中机械方法包括钻孔、刨削、冲孔等，而热力学方法包括高温回火和低温退火等。

消应力处理可以使焊接件保持稳定的形状和尺寸，并增强其耐腐蚀能力和机械强度。

综上所述，焊后热处理和消应力处理是保证焊接件性能和质量的重要环节。

在进行这些处理时，需要根据具体情况选择适当的方法和参数，以确保焊接件符合要求。

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电焊操作中如何进行消除应力和纠正变形电焊是一种常见的金属连接方法，但在焊接过程中，往往会产生应力和变形。

这些问题如果不及时消除和纠正，会对焊接件的质量和性能造成不良影响。

因此，掌握消除应力和纠正变形的方法是电焊操作中的重要技能。

一、应力的产生和影响在电焊过程中，由于高温和冷却速度的不均匀，焊接件会发生热胀冷缩现象，导致应力的产生。

这些应力会引起焊接件的变形，甚至会导致裂纹和变形不可逆的情况。

应力的产生主要有两种情况，一是焊接过程中的热应力，二是焊接后的残余应力。

热应力主要是由于焊接过程中焊缝和母材的温度差异引起的，而残余应力则是由于焊接完成后焊接件冷却过程中产生的。

应力对焊接件的影响是多方面的。

首先，应力会导致焊接件的变形，使其失去设计要求的形状和尺寸。

其次，应力会降低焊接件的强度和韧性，增加了断裂的风险。

此外，应力还会引起焊接件的应力腐蚀和应力开裂等问题，严重影响焊接件的使用寿命。

二、消除应力的方法为了消除焊接过程中产生的应力，可以采取以下几种方法。

1. 预热和后热处理：通过提前加热焊接件和焊缝，使其温度均匀，减少热应力的产生。

而后热处理则是在焊接完成后，对焊接件进行再次加热和冷却，以减少残余应力。

2. 适当调整焊接顺序：对于大型焊接件，可以将焊接分为多个工序进行，以减少热应力和残余应力的积累。

先焊接低应力区域，再焊接高应力区域，有助于平衡应力的分布。

3. 控制焊接参数：合理控制焊接电流、电压和焊接速度等参数，可以减少焊接过程中的热应力。

同时，选择合适的焊接材料和焊接方法，也可以降低应力的产生。

三、纠正变形的方法焊接过程中产生的变形是一个常见的问题，但也可以通过以下方法进行纠正。

1. 机械纠正：利用机械手段对焊接件进行调整，恢复其原本的形状和尺寸。

常用的机械纠正方法包括冷弯、热弯和压力纠正等。

2. 热处理：通过再次加热和冷却焊接件，使其发生形状改变，从而纠正焊接过程中的变形。

常用的热处理方法包括局部加热、整体加热和局部冷却等。