焊接应力和变形的原因是什么意思

㈠ 什么变形是导致焊接应力与变形的主要根源

1、原因：焊抄件变形是指在焊接过程中，由于对焊件局部加热与冷却作用，使熔填金属与母材附近产生热应变，这种热应变在焊道冷却时会产生收缩应力，因而使焊件产生弯曲，扭曲或扭转等现象，称之为变形。由上述可知，变形是焊接施工过程中，由于热胀与冷缩作用之结果所造成，因此也可说温度是造成变形的主要因素。
2、焊接：也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

㈡ 什么是焊接变形和焊接应力

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

㈢ 钢结构焊接后产生残余应力和变形的主要原因是什么

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。 这样，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。 焊接残余应力，是焊接工程研究领域的重点问题。涉及焊接的各种工程应用中，都十分关注残余应力的影响。例如，在土木工程领域，对于钢结构焊接连接，残余应力对结构的疲劳性能，稳定承载力等均有影响。
焊接应力有暂时应力与残余应力之分。暂时应力只在焊接过程中一定的温度条件
下存在，当焊件冷却至常温时，暂时应力即行消失。焊接残余应力是指焊件冷却后残留在焊件内的应力。从结构的使用要求来看，焊接残余应力有着重要意义。残余应力按其方向可分为纵向、横向和沿厚度方向的应力三种。
1.纵向焊接残余应力
焊接过程一个不均匀加热和冷却的过程。在施焊时，焊件上产生不均匀的温度场，
焊缝及附近温度最高，可达1600℃以上，其邻近区域则温度急剧下降。不均匀的温度场将产生不均匀的膨胀。焊缝及附近高温处的钢材膨胀最大，由于受到两侧温度较低，膨胀较小的钢材的限制，产生了热状态塑性压缩。焊缝冷压时，被塑性压缩的焊缝区趋向于缩得比原始长度稍短，这种缩短变形受到焊缝两侧钢材的限制，使焊缝区产生纵向拉应力。在低碳钢和低合金钢中，这种拉应力以常达到钢材的屈服强度。焊接残余应力是荷载未作用时的内应力，因此会在焊件内部自相平衡，这就必然在距焊缝稍远区域应力。用三块剪切下料的钢板焊成的工字形截面，纵向焊接残余应力分布。
2.横向残余应力
横向残余应力产生的原因有：①由于焊缝纵向收缩，两块钢板趋向于外弯成弓形的趋势，但在实际上焊缝将两块钢板连成整体，不能分开，于是在焊缝中部将产生横向拉应力，而在两端产生横向压应力。②焊缝在施焊过程中，先后冷却的时间不同，先焊的焊缝已经凝固，且具有一定的强度，会阻止后焊焊缝在横向的自由膨胀，使其产生横向的塑性压缩变形。当焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受到已凝固焊缝的限制而产生横向拉应力，同时在先焊部分的焊缝内产生横向压应力。横向收缩引起的横向应力与施焊方向及先后次序有关，焊缝的横向残余应力是上述两种原因产生的应力的合成。
3.沿焊缝厚度方向的残余应力
在厚钢板的连接中，焊缝需要多层施焊。因此，除有纵向和横向残余应力之外，沿厚度方向还存在着残余应力。这三种应力可能形成比较严重的同号三轴应力；会大大降低结构连接的塑性。这就是焊接结构易发生脆性破坏的原因之一。
以上分析是焊件在无外加约束情况下的焊接残余应力。若焊件施焊时处在约束状态，如采用强大夹具或焊件本身刚度较大等，焊件将因不能自由伸缩变形而产生更大的焊边残余应力，且随约束程度增加而增大。
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㈣ 焊接应力和焊接变形有什么关系

焊接应力和焊接变形之间的关系如下：
(1)焊接应力分布和焊接变形大小取决于材料的线膨胀专系数属、弹性模量、屈服点、温度场和焊件的形状尺寸，温度场又与材料的导热率、比热、密度以及焊接参数等因素有关。
(2)在焊接结构中，焊接应力和焊接变形同时存在，又相互制约。如在焊接过程中常用夹具刚性固定法施焊，这样变形小而应力却增加了;反之，使焊接应力减小，要允许焊件有一定程度的变形。这要根据具体情况而定，是以减少应力为主，还是减小变形为主。
(3)在生产中，往往要求焊接结构既不能有较大的焊接变形，又不允许有较大的焊接应力。因为焊接应力与变形在一定条件下将影响焊接结构的强度、刚度、受压时的稳定性以及尺寸的准确性和加工精度等。

㈤ 产生焊接应力和变形的原因是什么消除焊接应力的办法有哪些

产生焊接应力和变形的原因是什么是残余应力和不均匀加热， 消除焊接应力的办法有尽量减少其产生，热处理， 捶击， 喷丸等。

㈥ 焊接应力到底什么意思

应力的定义
当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力．把分布内力在一点的集度称为应力（Stress），应力与微面积的乘积即微内力．或物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力（Stress）。按照应力和应变的方向关系，可以将应力分为正应力σ 和切应力τ，正应力的方向与应变方向平行，而切应力的方向与应变垂直。按照载荷（Load）作用的形式不同，应力又可以分为拉伸压缩应力、弯曲应力和扭转应力。
[编辑本段]应力的分类
同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏。对某种材料来说，应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低，规定出材料能安全工作的应力最大值，这就是许用应力。材料要想安全使用，在使用时其内的应力应低于它的极限应力，否则材料就会在使用时发生破坏。
有些材料在工作时，其所受的外力不随时间而变化，这时其内部的应力大小不变，称为静应力；还有一些材料，其所受的外力随时间呈周期性变化，这时内部的应力也随时间呈周期性变化，称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。
物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。
[编辑本段]线应变
在直角坐标中所取单元体为正六面体时，三条相互垂直的棱边的长度在变形前后的改变量与原长之比，定义为线应变，用ε表示。一点在x、y、z方向的线应变分别为εx、εx、εy、εz。线应变以伸长为正，缩短为负。
[编辑本段]切应变
单元体的两条相互垂直的棱边，在变形后的直角改变量，定义为角应变或切应变，用γ表示。一点在x-y方向、y-z方向z-x方向的切应变，分加别为γxy、γyz、γzx。切应变以直角减少为正，反之为负。
[编辑本段]一点的应变状态
一点的应变分量εx、εy、εz、γxy、γyz、γzx已知时，在该点处任意方向的线应变，以及通过该点任意两线段间的直角改变量，都可根据应变分量的坐标变换公式求出。该点的应变状态也就确定。
表示一点应变状态的个应变分量εx、εy、εz、γxy、γyx、γyzγzy、γzx、γxz组成的应变张量，即
式中 右边的张量中的切应变用εxy、εxz、---表示，适用于使用张量的附标标号的表示法；
左边张量中的切应变用γxy、γxz、---表示，是工程习惯表示法。
二者概念相同，大小相差一倍。应变张量也是二阶对称量，其中切应变分量εxy=εyx
[编辑本段]测量工具
应力仪是来测定透明物体由于内应力而产生的双折射现象的仪器。这种双折射（应力）的来源，是由于均匀的冷却或外界机械作用等原因引起的。

㈦ 焊接应力及变形产生的原因是什么减少和防止焊接应力及变形的常用方法是什么

减少办法：

1、合理设计焊接构件 在保证结构有足够承载能力情况下，尽量减少焊缝数量、焊缝长度及焊缝截面积；要使结构中所有焊缝尽量处于对称位置。厚大件焊接时，应开两面坡口进行焊接，避免焊缝交叉或密集。尽量采用大尺寸板料及合适的形钢或冲压件代替板材拼焊，以减少焊缝数量，减少变形。

2、采取必要的技术措施 。

（1）反变形法 反变形法指经过计算或凭实际经验预先判断焊后的变形大小和方向，或焊前进行装配时，将焊件安置在与焊接变形方向相反的位置。或在焊前使工件反方向变形，以抵消焊接后所发生的变形。

（2）加裕量法 加裕量法是焊前对焊件加放0．1％-0．2％的收缩量，以补充焊后的收缩。

（3）刚性夹持法 刚性夹持法是采用夹具或点焊固定等手段来约束焊接变形。此种方法能有效防止角变形和薄板结构的波浪形变形。刚性夹持法只能适用于塑性较好的一些焊接材料，且焊后应迅速退火处理以消除内应力，对塑性差的材料，如淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，否则，焊后易产生裂纹。

（4）选择合理的焊接顺序 合理选择焊接顺序能大大减小变形。如构件的对称两侧都有焊缝，应该设法使两侧焊缝的收缩量能互相抵消或减弱。

㈧ 为什么焊接过程中会产生应力和变形

1、原因：焊件变形是指在焊接过程中，由于对焊件局部加热与冷却作用，使熔填金属与母材附回近产生热应变，这答种热应变在焊道冷却时会产生收缩应力，因而使焊件产生弯曲，扭曲或扭转等现象，称之为变形。由上述可知，变形是焊接施工过程中，由于热胀与冷缩作用之结果所造成，因此也可说温度是造成变形的主要因素。
2、焊接：也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

㈨ 焊接应力与变形的产生原因是什么

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内织是产生焊接容应力和变形的根本原因。

当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形;焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。

焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。

(9)焊接应力和变形的原因是什么意思扩展阅读：

焊接变形的预防和控制：

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。

参考资料来源：网络—焊接应力和变形

㈩ 焊接变形和应力产生的原因和预防措施有哪些

焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。减少焊接应力与变形的工艺措施主要有：
一、预留收缩变形量 根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。
二、反变形法 根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。
三、刚性固定法 焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。
四、选择合理的焊接顺序 尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。
五、锤击焊缝法 在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形 。
六、加热“减应区”法 焊接前，在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可有效减小焊接应力和变形。
七、焊前预热和焊后缓冷 预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从而减少焊接应力与变形。