消除和减少焊接应力有哪些措施
Ⅰ 防止和减小焊接应力的措施有哪些简述其原理
1,设计复要合理:减少焊缝制数量,减少焊缝尺寸,选择合理的坡口,合理安排焊缝位置.
2,工艺措施:反变形,刚性固定法,合理的焊接方法和工艺参数,合理的装配和焊接顺序.
3,焊后热处理,振动时效处理,自然时效处理.
4,焊接时焊工敲击焊缝,保持层间温度等等.具体要看你的工件什么结构和材质.
Ⅱ 防止和减少焊接残余应力的措施有哪些
1,设计要抄合理:减少焊缝数量,减少焊缝尺寸,选择合理的坡口,合理安排焊缝位置.
2,工艺措施:反变形,刚性固定法,合理的焊接方法和工艺参数,合理的装配和焊接顺序.
3,焊后热处理,振动时效处理,自然时效处理.
4,焊接时焊工敲击焊缝,保持层间温度等等.具体要看你的工件什么结构和材质.
Ⅲ 减少焊接残余应力和焊接残余变形的措施
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。 3、刚性固定法
焊前对焊件采用外加刚性拘束,强制焊件在焊接时不能自由变形。 (1)焊接法兰时,将两个法兰背对背地固定 可有效地减少角变形。 (2)薄板对接时,在何方四周用压铁,防止薄板焊后产生波浪变形。
在焊后,当外加拘束去除后,焊件上仍会残留稍许变形,但比原来要少得多,该方法会使焊件中产生较大的焊接应力,故对焊后易裂的材料应慎用。 4、选择合理的装焊接顺序
装焊顺序对焊接结构的影响很大。装焊顺序不当,会影响整个工序的顺利进行。
对不对称的焊接结构件,更应注意合理安排顺序。
(1)如工字梁可两人同时焊接。
(2)当回复布置不对称时应该先焊焊缝少的一侧,因为先焊焊缝的变形大,然后再用另一侧多的焊缝引起的变形来抵消先焊焊缝引起的变形,可大为减少整体结构的变形。
(3)长焊缝焊接时,直通焊的变形量最大,这是连续焊接对焊件长时间加热的结果,在可能情况下,应将连续焊改成断续焊,可减少焊缝与母材因受热面的增加而产生塑性变形。 5、散热法
焊接时用强迫冷却的方法将焊接区的热量散走(用喷水冷却法),迫使受热面积大为减小,从而达到减少变形的目的。
如利用散热法可减少焊接变形,但它不适应焊接淬硬性较高的焊件。 6、自重法
如工字梁上部焊缝多于下部焊缝,焊后工字梁将向上弯曲。 如将如工字梁翻身搁置将两支墩点置于两端点,可利用梁的自重弯曲趋势逐渐抵消焊后的弯曲变形,梁在放置一定时间后,将会平直或仅有少量弯曲变形,关键是两支墩点的距离必须选择恰当。 二、防止和减少焊接结构应力的方法 1、选择合理的装焊接顺序
(1)尽可能考虑恢复能自由收缩
1)对大型焊接结构,焊接应从中间向四周进行焊接,只有这样才能使恢复由中间向外依次收缩,减少焊接应力。
2)带肋板的工字钢,若先焊盖板与腹板再焊肋板和腹板的恢复,因角恢复的横向收缩会在盖板与腹板间造成很大的应力,若按顺序从中间逐格、并两边对称焊接使焊件能自由收缩,焊接应力就会大大减少。 (2)、收缩量最大的恢复应先焊
1)先焊的恢复受阻小,故焊后有一定的变形但应力较小。
2)收缩量大的焊缝,容易产生较大的焊接应力。因此焊件上收缩量最大的焊缝先焊可减少焊接应力。若焊件上即有对接焊缝又有角焊缝,应尽量先焊对接焊缝因为对接焊缝的收缩量比较焊缝大。 (3)平面交叉时应先焊横向焊缝
1)在焊缝交叉点会产生较大的焊接应力,若设计不可避免就应采用合理的焊接顺序。
2)T形焊缝和十字焊缝的合理顺序应确保横向焊缝先焊让其自由收缩以减少焊接应力,
注意:起弧点和收弧点应避免在焊缝的交叉点上。 2、选择合理的焊接参数
焊接时,应按焊件的具体情况尽可能采用小直径焊条(焊丝)与较小的热输入,以减少焊件受热范围,从而减少焊接应力。 3、预热法
(1)焊前对焊件的全部(或局部)进行加热,一般为150~350℃,其目的是减少焊接区域整体焊件的温差。温差越小,越能使焊缝区与结构整体均匀冷却,从而减少内应力。
(2)对淬硬倾向较大的材料或修补刚性较大的焊件常用此法。预热温度视金属材料的物理性能、结构刚性、散热条件等具体情况而有所差异。 4、加热“减应区”法
选择焊件的适当部位进行加热使之伸长。加热后再施焊,可使原来刚性大的焊件黄金原来大为减小。它可使焊件焊接区上阻碍接头自由收缩的部位之间温差大为减小,并可均匀冷却与收缩,进行焊接应力。 5、锤击法
(1)焊缝金属因在冷却收缩时受阻而产生拉伸应力,若在焊后冷却过程中用手锤或风动锤敲击焊缝金属,促使焊缝金属产生塑性变形,可抵消一定的焊缝收缩量,起到减小焊接应力的作用。
(2)实践证明:敲击第一层焊缝金属能使内应力几乎全部消除。为防止产生裂纹,应在焊缝塑性较好的热态时进行锤击;但盖面焊缝不宜锤击,因有损焊缝外观。
Ⅳ 焊接变形分类有哪几种减少焊接应力与变形应采取哪些措施
焊接的变形分类抄有:袭
1、纵向缩短和横向缩短;
2、角变形;
3、弯曲变形;
4、波浪变形;
5、扭曲变形。
减少焊接应力与变形可采用下列方法:
(1)、反变形法;
(2)、合理的装配焊接顺序;
(3)、刚性固定法;
(4)、散热法;
(5、)锤击焊缝法;
(6)、预热和缓冷法。
Ⅳ 采取什么措施使焊接应力和焊接变形控制到最小或消除!!!
接时局部不均匀的热输入是产生焊接应力与变形的决定因素。而热输入是通过材料因素、制造因素和结构因素所构成的内拘束度和外拘束度而影响热源周围的金属运动,最终形成焊接应力的变形。材料因素主要为材料特性、热物理常数及力学性能(热膨胀系数α=f(t),弹性模量E=f(T),屈服强度σs= f(T),σs(T)=0的温度,Tk或称“力学熔化温度”以及相变等),在焊接温度场中,这些特性呈现出决定热源周围金属运动的内拘束度。制造因素(工艺措施、夹持状态)和结构因素(构件形状、厚度及刚性等)则更多地影响着热源金属的外拘束度。随焊接热过程二变化的内应力场和构件变形,称为焊接瞬态应力与变化。而焊后,在室温条件下残留于构件中的内应力场和宏观变化,称为焊接残余应力与焊接残余变形。由于焊接应力和变形问题的复杂性,在工程实践中往往采用试验测试与理论分析和数值计算相结合的方法来掌握其规律,以期能达到预测控制和调整焊接应力与变形的目的。 (2)工艺措施及剖析 根据多年的实际经验和理论分析结果,不管哪种形式的底板,在焊接工艺上采取的工艺措施大致相同,其主要措施有: ① 先焊短焊缝后焊长焊缝,采取分段退焊,由内向外依次进行。 ② 中心板和内环板之间的焊缝,可由数名焊工均布对称施焊,并可同时进行。 ③ 内环板与外环板的搭接焊缝暂时不焊,留待底层壁板与内环板角焊缝施焊完毕后在进行焊接。 其防焊接应力与变形的主要原理要点是: ① 焊接后自由收缩 ② 减少焊接区与整体结构之间的温差③ 使焊接应力尽量减少并均匀布置
Ⅵ 焊接应力有哪些消除方法
为了消除和减小焊接残余应力,应采取合理的焊接顺序,先焊接收缩量大的焊缝内。焊接时适当降低容焊件的刚度,并在焊件的适当部位局部加热,使焊缝能比较自由地收缩,以减小残余应力。热处理(高温回火)是消除焊接残余应力的常用方法。
整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。焊接残余应力也可采用机械拉伸法(预载法)来消除或调整,例如对压力容器可以采用水压试验,也可以在焊缝两侧局部加热到200℃,造成一个温度场,使焊缝区得到拉伸,以减小残余应力。
(6)消除和减少焊接应力有哪些措施扩展阅读:
预防控制:
焊接变形的大小与焊缝的尺寸、数量和布置有关。首先从设计上合理地确定焊缝的数量、坡口的形状和尺寸,并恰当地安排焊缝的位置,对于减少变形十分重要。
在工艺上采用高能量密度的焊接方法和小线能量的工艺参量,例如多层焊对减少焊缝的纵、横向收缩以及由此引起的挠曲和失稳变形是有利的。但多层焊对角变形不利。采用合理的装配、焊接顺序、反变形和刚性固定可以减少焊接变形。
Ⅶ 减少焊接应力的措施有哪些
焊前预热、焊后缓冷、焊后热处理,好的焊接顺序等等均能减小焊接应力。
Ⅷ 降低焊接应力的主要方法有哪些
一、控制焊接应力的措施
焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的,但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节,使应力值尽可能减小,分布尽可能合理。
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的,制约越严重,内应力也就越大。因此,控制内应力的方法虽有多种,但基本原则只有一个,就是缓和对焊缝收缩的制约。通常采用的工艺措施有以下几种。
1.采用合理的焊接次序
所谓合理的焊接次序,主要是应该尽量使焊缝能比较自由地收缩,特别是那些收缩比较大、残余应力比较大的焊缝。
2.预热法
焊接温差越大,残余应力越大,同时从组织转变来说,冷却速度越快组织应力也越大。预热可以达到减小温差和减慢冷却速度的目的,从而减小焊接应力。
焊件是否需要预热,主要是从钢材的化学成分、厚度和结构刚度等方面来考虑,而预热温度的选择则主要是根据钢材的化学成分来确定。
一般来说,钢材含合金元素越多,越容易形成淬硬组织;而合金元素含量越多的钢材,就越需要预热,同时预热温度也偏高。
钢板越厚越要求预热。因为钢板越厚散热越快,冷却越快,就越需要通过预热来减慢冷却速度。所以对一些含合金元素较低的钢种不需要预热,但钢材若具有一定厚度时就要增加一道预热工序。刚度越大的结构,越需要预热。因为结构的刚度越大,焊缝收缩所受到的制约也越大,应力就越大,所以需要通过预热来降低焊接应力。
3.同步收缩法
焊缝(确切地说是有效区段)的收缩因受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力,也就是说,有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩,从而形成较大的应力。如果采取适当的工艺措施,允许它或者部分地允许它收缩,就可以免除或者部分地免除残余焊接应力。同步收缩法就是基于这个原理所采取的工艺措施。
二、消除焊接应力的方法
消除焊接应力的方法主要有热处理法、机械法和振动法等。
1.热处理法
热处理法主要是指焊后进行退火处理。焊件是否需要热处理,主要应考虑钢板的化学成分、厚度、结构刚性和使用条件等方面。消除应力退火分整体退火和局部退火,目前转向架焊接生产中常采用的就是整体退火法。
但值得注意的是,退火法是无法消除焊接变形的,若退火不当还会增加工件的变形,因为温度越高材料越容易变形,所以要采取预防措施,如放置平稳和增加垫块等。
2.机械法
机械法中的一种常见形式是“锤击法”,是使有效区产生塑性变形的机械消除应力的方法,就是用小锤或装有圆头的风枪对焊缝进行锤击。风枪应垂直于焊缝,同时风力不要过大。
机械消除应力法还有另一种形式,就是对焊接结构实行有控制的过载,也就是使构件承受比正常工作状态下大的载荷,使构件产生局部的屈服,以降低焊接应力。施加的过载量越大,效果也就越好,如过载使整体达到屈服,残余应力也就全部消除。对于那些不能采用热处理方法来消除应力的工件,过载法是比较好的一种方法。
3.振动法
振动法是通过低频振动来消除应力的方法。振动法不仅会降低材料的屈服极限、抗拉强度,还具有设备简单、能量消耗少、操作方便、需要时间短、不破坏工件表面状况以及不产生公害等优点,但目前国内机车行业较少采用此法。
Ⅸ 焊接变形分类有哪几种减少焊接应力与变形应采取哪些措施
焊接变形的类型有:①纵向或横向变形;②弯曲变形;③角变形;④波浪变形;⑤扭曲变形。专其中,装配质量不好以及焊接次属第和方向不当等,容易产生扭曲变形;薄板焊接容易产生波浪变形。 影响焊接变形的主要要素: (1)焊缝在构造中的位置。假如位置不对称,常常是弯曲变形的主要缘由。 (2)焊接构造的刚性。刚性主要取决于构造的截面外形及其尺寸的大小。焊接构造刚性越大,就越不易变形。 (3)焊接构造的装配及焊接次第。 (4)焊接资料的线收缩系数越大,焊后变形越大。
Ⅹ 减少焊接残余应力的措施有哪些
1、设计要合理:减少焊缝数量,减少焊缝尺寸,选择合理的坡口,合理安排焊缝位置。
2、工艺措施:反变形,刚性固定法,合理的焊接方法和工艺参数,合理的装配和焊接顺序。
3、焊件在焊接过程中,热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限(Yield strength),以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。
4、焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。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。
5、焊接残余应力会导致焊接变形翘曲,后期的焊接开裂,应力腐蚀问题,极大影响焊接件的使用寿命,降低可靠性。