減小焊接殘余應力的工藝措施有哪些

『壹』 怎樣消除焊接殘余應力

利用錘擊焊縫區來控制焊接殘余應力

焊後用小錘輕敲焊縫及其鄰近區域，使金屬展開，能有效地減少焊接殘余應力。據

利用預熱法來控制焊接殘余應力

構件本體上溫差越大，焊接殘余應力也越大。焊前對構件進行預熱，能減小溫差和減慢冷卻速度，兩者均能減小焊接殘余應力。

利用「加熱減應區法」來控制焊接殘余應力

焊接時，加熱那些阻礙焊接區自由伸縮的部位，使之與焊接區同時膨脹和同時收縮，就能減小焊接應力，這種方法稱為「加熱減應區法」，加熱的部位就稱之為「減應區」。
利

利用高溫回火來消除焊接殘余應力

由於構件殘余應力的最大值通常可達到該種材料的屈服點，而金屬在高溫下屈服點將降低。所以將構件的溫度升高至某一定數值時，應力的最大值也應該減少到該溫度下的屈服點數值。如果要完全消除結構中的殘余應力，則必須將構件加熱到其屈服點等於零的溫度，所以一般所取的回火溫度接近於這個溫度。
1、整體高溫回火 將整個構件放在爐中加熱到一定溫度，然後保溫一段時間再冷卻。通過整體高溫回火可以將構件中80%~90%的殘余應力消除掉，這是生產中應用最廣泛、效果最好的一種消除殘余應力的方法。
回火時間隨構件厚度而定，鋼按每毫米壁厚l~2min計算，但不宜低於30min，不必高於3h，因為殘余應力的消除效果隨時間迅速降低，所以過長的處理時間是不必要的。
2、局部高溫回火 只對焊縫及其局部區域進行加熱消除殘余應力。消除應力的效果不如整體高溫回火，此方法設備簡單，常用於比較簡單的、剛度較小的構件，如長筒形容器、管道接頭、長構件的對接接頭等焊接殘余應力的消除。

利用溫差拉伸法來消除焊接殘余應力

溫差拉伸法消除焊接殘余應力的基本原理與機械拉伸法相同，主要差別是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區。
溫差拉伸法是在焊縫兩側各用一個寬度適當的氧乙炔焰焊炬進行加熱，在焊炬後面一定距離，用一根帶有排孔的水管進行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動。這就形成了一個兩側溫度高(峰值約為200℃)、焊接區溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側金屬受熱膨脹對溫度較低的區域進行拉伸，這樣就可消除部分殘余應力。據測定，消除殘余應力的效果可達50%~70%。

利用振動法來消除焊接殘余應力

構件承受變載荷應力達到一定數值，經過多次循環載入後，結構中的殘余應力逐漸降低，即利用振動的方法可以消除部分焊接殘余應力。一種大型焊件使用振動器消除應力的裝置。
振動法的優點是設備簡單、成本低，時間比較短，沒有高溫回火時的氧化問題，已在生產上得到一定應用。

爆炸法

通過布置在焊縫附近的炸葯帶，引爆產生的沖擊波與焊接殘余應力的交互作用，使金屬產生適量的塑性變形，從而消除焊接殘余應力的方法，叫焊接殘余應力爆炸法。

『貳』 防止和減少焊接殘余應力的措施有哪些

1,設計要合理:減少焊縫數量,減少焊縫尺寸,選擇合理的坡口,合理安排焊縫位置.
2,工藝措施版:反變形,剛性固定法權,合理的焊接方法和工藝參數,合理的裝配和焊接順序.
3,焊後熱處理,振動時效處理,自然時效處理.
4,焊接時焊工敲擊焊縫,保持層間溫度等等.具體要看你的工件什麼結構和材質.

『叄』 防止和減小焊接結構變形的工藝措施主要有哪些

工藝措施是指在焊接構件生產製造過程中所採用的一系列措施,將其分為焊前預防措施、焊接過程中的控制措施和焊後矯正措施。

1 焊前預防措施

焊前預防主要包括預防變形、預拉伸法和剛性固定組裝法。

預變性法或稱反變形法是根據預測的焊接變形大小和方向,在待焊工件裝配時造成與焊接殘余變形大小相當、方向相反的預變形量(反變形量),焊後焊接殘余變形抵消了預變形量,使構件恢復到設計要求的幾何形狀和尺寸。

預拉伸法多用於薄板平面構件,焊接時在薄板有預張力或有預先熱膨脹量的情況下進行的。焊後,去除預拉伸或加熱,薄板恢復初始狀態,可有效地降低焊接殘余應力,控制焊接變形。預熱的作用在於減小溫度梯度,不同的預熱溫度在降低殘余應力的作用方面有一定的差別,預熱溫度在300℃～400℃時,在鋼中殘余應力水平降低了30%～50%,當預熱溫度為200℃時,殘余應力水平降低了10%～20%。

剛性固定組裝法是採用夾具或剛性胎具將被焊構件盡可能地固定,可有效地控制待焊構件的角變形與彎曲變形等。

2 焊接過程式控制制措施

焊接過程式控制制主要方法有採用合理的焊接方法和焊接規范參數,選擇合理的焊接順序以及採用隨焊兩側加熱、隨焊碾壓、隨焊跟蹤激冷等措施。選擇線能量較低的焊接方法以及合理地控制焊接規范參數可以有效地防止焊接變形。採用隨焊兩側加熱、隨焊碾壓、隨焊跟蹤激冷等措施可以降低殘余應力和減小焊接變形。採用隨焊兩側加熱,橫向應變、縱向應變和最大剪切應變的分布更加均勻,變化更加平緩,起到減小焊接殘余應力和變形的作用。隨焊碾壓法由於設備復雜、使用不便等原因,在生產應用中受到一定的限制,但該方法在提高焊接變形等方面具有理想的效果。隨焊激冷法能夠顯著地降低殘余應力和減少焊接變形。

焊接順序對焊接殘余應力和變形的產生影響較大,在採用不同的焊接順序時,可以改變殘余應力的分布規律,但對殘余應力整體幅值的降低作用不大,同時該方法對於控制焊接變形有較大的作用,尤其在多道焊中,作用更加明顯。

3 焊後矯正措施

當構件焊接後,只能通過矯正措施來減小或消除已發生的殘余變形。焊後矯正措施主要分為加熱矯正法和機械矯正法。加熱矯正法又分為整體加熱和局部加熱。

整體熱矯正是指將整體構件加熱至鍛造溫度以上再進行矯正的方法,可用以消除較大的形狀偏差。但是焊後整體加熱容易引起冶金方面的副作用,限制了該方法的進一步推廣及應用。

局部熱矯正多採用火焰對焊接構件局部加熱,在高溫處,材料的熱膨脹受到構件本身剛性制約,產生局部壓縮塑性變形,冷卻後收縮,抵消了焊後部位的伸長變形,達到矯正目的,火焰加熱法採用一般的氣焊焊炬,不需要專門的設備,方法簡便靈活,因此在生產上廣為應用。

此外,還有利用機械力或沖擊能等進行焊接變形矯正,包括靜力加壓矯直法、焊縫滾壓法、錘擊法等。

『肆』 降低焊接應力的主要方法有哪些

一、控制焊接應力的措施
焊接以後留下一定的殘余應力是不可避免的，但是可以通過恰當的工藝措施給予一定程度的控制和調節，使應力值盡可能減小，分布盡可能合理。
焊接應力是由於焊後收縮受到制約造成的，制約越嚴重，內應力也就越大。因此，控制內應力的方法雖有多種，但基本原則只有一個，就是緩和對焊縫收縮的制約。通常採用的工藝措施有以下幾種。
1.採用合理的焊接次序
所謂合理的焊接次序，主要是應該盡量使焊縫能比較自由地收縮，特別是那些收縮比較大、殘余應力比較大的焊縫。
2.預熱法
焊接溫差越大，殘余應力越大，同時從組織轉變來說，冷卻速度越快組織應力也越大。預熱可以達到減小溫差和減慢冷卻速度的目的，從而減小焊接應力。
焊件是否需要預熱，主要是從鋼材的化學成分、厚度和結構剛度等方面來考慮，而預熱溫度的選擇則主要是根據鋼材的化學成分來確定。
一般來說，鋼材含合金元素越多，越容易形成淬硬組織；而合金元素含量越多的鋼材，就越需要預熱，同時預熱溫度也偏高。
鋼板越厚越要求預熱。因為鋼板越厚散熱越快，冷卻越快，就越需要通過預熱來減慢冷卻速度。所以對一些含合金元素較低的鋼種不需要預熱，但鋼材若具有一定厚度時就要增加一道預熱工序。剛度越大的結構，越需要預熱。因為結構的剛度越大，焊縫收縮所受到的制約也越大，應力就越大，所以需要通過預熱來降低焊接應力。
3.同步收縮法
焊縫（確切地說是有效區段）的收縮因受到旁邊冷金屬的牽制而形成拉應力，也就是說，有效區段旁邊的較冷的金屬不允許它收縮，從而形成較大的應力。如果採取適當的工藝措施，允許它或者部分地允許它收縮，就可以免除或者部分地免除殘余焊接應力。同步收縮法就是基於這個原理所採取的工藝措施。

二、消除焊接應力的方法
消除焊接應力的方法主要有熱處理法、機械法和振動法等。
1.熱處理法
熱處理法主要是指焊後進行退火處理。焊件是否需要熱處理，主要應考慮鋼板的化學成分、厚度、結構剛性和使用條件等方面。消除應力退火分整體退火和局部退火，目前轉向架焊接生產中常採用的就是整體退火法。
但值得注意的是，退火法是無法消除焊接變形的，若退火不當還會增加工件的變形，因為溫度越高材料越容易變形，所以要採取預防措施，如放置平穩和增加墊塊等。
2.機械法
機械法中的一種常見形式是「錘擊法」，是使有效區產生塑性變形的機械消除應力的方法，就是用小錘或裝有圓頭的風槍對焊縫進行錘擊。風槍應垂直於焊縫，同時風力不要過大。
機械消除應力法還有另一種形式，就是對焊接結構實行有控制的過載，也就是使構件承受比正常工作狀態下大的載荷，使構件產生局部的屈服，以降低焊接應力。施加的過載量越大，效果也就越好，如過載使整體達到屈服，殘余應力也就全部消除。對於那些不能採用熱處理方法來消除應力的工件，過載法是比較好的一種方法。
3.振動法
振動法是通過低頻振動來消除應力的方法。振動法不僅會降低材料的屈服極限、抗拉強度，還具有設備簡單、能量消耗少、操作方便、需要時間短、不破壞工件表面狀況以及不產生公害等優點，但目前國內機車行業較少採用此法。

『伍』 工藝中減少或消除殘余應力的方法有哪些

消除應力復的方法有自然時效制、熱時效、振動時效、豪克能時效，自然時效時效時間長一般現在很少使用，熱時效時效費用高，污染環境也逐漸淘汰，現在一般是採用振動時效和豪克能時效，豪克能時效是特別適合焊接件時效率可以達到90%-100%

『陸』 防止和減小焊接應力的措施有哪幾種

利用錘擊焊縫區來控制焊接殘余應力

焊後用小錘輕敲焊縫及其鄰近區域，使金屬展開，能有效地減少焊接殘余應力。據

利用預熱法來控制焊接殘余應力

構件本體上溫差越大，焊接殘余應力也越大。焊前對構件進行預熱，能減小溫差和減慢冷卻速度，兩者均能減小焊接殘余應力。

利用「加熱減應區法」來控制焊接殘余應力

焊接時，加熱那些阻礙焊接區自由伸縮的部位，使之與焊接區同時膨脹和同時收縮，就能減小焊接應力，這種方法稱為「加熱減應區法」，加熱的部位就稱之為「減應區」。
利

利用高溫回火來消除焊接殘余應力

由於構件殘余應力的最大值通常可達到該種材料的屈服點，而金屬在高溫下屈服點將降低。所以將構件的溫度升高至某一定數值時，應力的最大值也應該減少到該溫度下的屈服點數值。如果要完全消除結構中的殘余應力，則必須將構件加熱到其屈服點等於零的溫度，所以一般所取的回火溫度接近於這個溫度。
1、整體高溫回火 將整個構件放在爐中加熱到一定溫度，然後保溫一段時間再冷卻。通過整體高溫回火可以將構件中80%~90%的殘余應力消除掉，這是生產中應用最廣泛、效果最好的一種消除殘余應力的方法。
回火時間隨構件厚度而定，鋼按每毫米壁厚l~2min計算，但不宜低於30min，不必高於3h，因為殘余應力的消除效果隨時間迅速降低，所以過長的處理時間是不必要的。
2、局部高溫回火 只對焊縫及其局部區域進行加熱消除殘余應力。消除應力的效果不如整體高溫回火，此方法設備簡單，常用於比較簡單的、剛度較小的構件，如長筒形容器、管道接頭、長構件的對接接頭等焊接殘余應力的消除。

利用溫差拉伸法來消除焊接殘余應力

溫差拉伸法消除焊接殘余應力的基本原理與機械拉伸法相同，主要差別是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區。
溫差拉伸法是在焊縫兩側各用一個寬度適當的氧乙炔焰焊炬進行加熱，在焊炬後面一定距離，用一根帶有排孔的水管進行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動。這就形成了一個兩側溫度高(峰值約為200℃)、焊接區溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側金屬受熱膨脹對溫度較低的區域進行拉伸，這樣就可消除部分殘余應力。據測定，消除殘余應力的效果可達50%~70%。

利用振動法來消除焊接殘余應力

構件承受變載荷應力達到一定數值，經過多次循環載入後，結構中的殘余應力逐漸降低，即利用振動的方法可以消除部分焊接殘余應力。一種大型焊件使用振動器消除應力的裝置。
振動法的優點是設備簡單、成本低，時間比較短，沒有高溫回火時的氧化問題，已在生產上得到一定應用。

『柒』 可以減小焊接殘余應力和焊接殘余變形的設計措施有哪些

採用熱處理振動時效豪克能焊接應力消除都能減小焊接應力，防止焊接變形的

『捌』 減少焊接殘余應力和焊接殘余變形的措施

控制變形及減小消除焊接應力的方法 一、控制焊接變形的方法 1、設計措施
（1）選擇合理的焊縫尺寸：
焊縫尺寸增加，變形隨之增大，但是過小的焊縫尺寸將降低結構的承載能力，並使焊接接頭的冷卻速度加快，熱影響區硬度增高，容易產生裂紋等缺陷，因此應在滿足結構承載能力和保證焊接質量的前提下，隨著板的厚度來選取工藝上可能選用的最小的焊縫尺寸。 （2）盡量減少焊縫數量;
適當選擇板的厚度，減少肋板數量，從而可減少焊縫和焊接後變形的校正量，如薄板結構件，可用壓型結構代替肋板結構，以減少焊縫數量，防止或減少焊後變形。
（3）合理安排焊縫位置：
焊縫對稱於焊件截面的中性軸或使焊縫接近中性軸均可減少彎曲變形。 （4）預留收縮餘量：
焊件焊後縱向橫向收縮變形可通過對焊縫收縮量的估算，在設計時預先留出收縮餘量進行控制。
（5）留出裝焊卡具的位置：
在結構上留有可裝焊夾具的位置，以便在焊接過程中可利用夾具來控制技術變形。
2、反變形法
（1）板厚8～12mm鋼板單邊V型坡口對接焊，裝配時反變形1.5°焊接後幾乎無角變形。
（2）工字梁焊後因橫向收縮引起的角變形，若採用焊前預先把上、下蓋板壓成反變形（塑性變形），然後裝配後進行焊接，即可消除上、下蓋板的焊後角變形。但是上下蓋板反變形量的大小主要與該板的厚度和寬度有關，同時還與腹板厚度和熱輸入有關。
（3）鍋爐、集裝箱的管接頭都集中在上部，焊後引起彎曲變形所以要借用強制反變形夾緊裝置，並配以對稱均勻加熱的痕跡順序，交替跳焊法這樣採用了在外力作用下的彈性反變形再配合以合理的受熱的施焊順序，焊後基本上可消除彎曲變形。
（4）橋式起重機的兩根主梁是由左、右腹板和上、下蓋板組成的箱型結構的為提高該梁的剛性，梁內設計有大、小肋板，且這些肋板角焊縫大多集中在梁的上部，焊後會引起下橈彎曲變形。但橋式起重機技術要求規定，主梁焊後應有一定的上拱度，為解決焊後變形與技術要求的矛盾，常採用預制腹板上拱度的方法，即在備料時，預先使兩塊腹板留出上拱度。 3、剛性固定法
焊前對焊件採用外加剛性拘束，強制焊件在焊接時不能自由變形。 （1）焊接法蘭時，將兩個法蘭背對背地固定 可有效地減少角變形。 （2）薄板對接時，在何方四周用壓鐵，防止薄板焊後產生波浪變形。
在焊後，當外加拘束去除後，焊件上仍會殘留稍許變形，但比原來要少得多，該方法會使焊件中產生較大的焊接應力，故對焊後易裂的材料應慎用。 4、選擇合理的裝焊接順序
裝焊順序對焊接結構的影響很大。裝焊順序不當，會影響整個工序的順利進行。
對不對稱的焊接結構件，更應注意合理安排順序。
（1）如工字梁可兩人同時焊接。
（2）當回復布置不對稱時應該先焊焊縫少的一側，因為先焊焊縫的變形大，然後再用另一側多的焊縫引起的變形來抵消先焊焊縫引起的變形，可大為減少整體結構的變形。
（3）長焊縫焊接時，直通焊的變形量最大，這是連續焊接對焊件長時間加熱的結果，在可能情況下，應將連續焊改成斷續焊，可減少焊縫與母材因受熱面的增加而產生塑性變形。 5、散熱法
焊接時用強迫冷卻的方法將焊接區的熱量散走（用噴水冷卻法），迫使受熱面積大為減小，從而達到減少變形的目的。
如利用散熱法可減少焊接變形，但它不適應焊接淬硬性較高的焊件。 6、自重法
如工字樑上部焊縫多於下部焊縫，焊後工字梁將向上彎曲。 如將如工字梁翻身擱置將兩支墩點置於兩端點，可利用梁的自重彎曲趨勢逐漸抵消焊後的彎曲變形，梁在放置一定時間後，將會平直或僅有少量彎曲變形，關鍵是兩支墩點的距離必須選擇恰當。 二、防止和減少焊接結構應力的方法 1、選擇合理的裝焊接順序
（1）盡可能考慮恢復能自由收縮
1）對大型焊接結構，焊接應從中間向四周進行焊接，只有這樣才能使恢復由中間向外依次收縮，減少焊接應力。
2）帶肋板的工字鋼，若先焊蓋板與腹板再焊肋板和腹板的恢復，因角恢復的橫向收縮會在蓋板與腹板間造成很大的應力，若按順序從中間逐格、並兩邊對稱焊接使焊件能自由收縮，焊接應力就會大大減少。 （2）、收縮量最大的恢復應先焊
1）先焊的恢復受阻小，故焊後有一定的變形但應力較小。
2）收縮量大的焊縫，容易產生較大的焊接應力。因此焊件上收縮量最大的焊縫先焊可減少焊接應力。若焊件上即有對接焊縫又有角焊縫，應盡量先焊對接焊縫因為對接焊縫的收縮量比較焊縫大。 （3）平面交叉時應先焊橫向焊縫
1）在焊縫交叉點會產生較大的焊接應力，若設計不可避免就應採用合理的焊接順序。
2）T形焊縫和十字焊縫的合理順序應確保橫向焊縫先焊讓其自由收縮以減少焊接應力，
注意：起弧點和收弧點應避免在焊縫的交叉點上。 2、選擇合理的焊接參數
焊接時，應按焊件的具體情況盡可能採用小直徑焊條（焊絲）與較小的熱輸入，以減少焊件受熱范圍，從而減少焊接應力。 3、預熱法
（1）焊前對焊件的全部（或局部）進行加熱，一般為150～350℃，其目的是減少焊接區域整體焊件的溫差。溫差越小，越能使焊縫區與結構整體均勻冷卻，從而減少內應力。
（2）對淬硬傾向較大的材料或修補剛性較大的焊件常用此法。預熱溫度視金屬材料的物理性能、結構剛性、散熱條件等具體情況而有所差異。 4、加熱「減應區」法
選擇焊件的適當部位進行加熱使之伸長。加熱後再施焊，可使原來剛性大的焊件黃金原來大為減小。它可使焊件焊接區上阻礙接頭自由收縮的部位之間溫差大為減小，並可均勻冷卻與收縮，進行焊接應力。 5、錘擊法
（1）焊縫金屬因在冷卻收縮時受阻而產生拉伸應力，若在焊後冷卻過程中用手錘或風動錘敲擊焊縫金屬，促使焊縫金屬產生塑性變形，可抵消一定的焊縫收縮量，起到減小焊接應力的作用。
（2）實踐證明：敲擊第一層焊縫金屬能使內應力幾乎全部消除。為防止產生裂紋，應在焊縫塑性較好的熱態時進行錘擊；但蓋面焊縫不宜錘擊，因有損焊縫外觀。

『玖』 機械構件消除焊接殘余應力有哪些焊後措施

機械構件焊後主要採用熱處理法、拉伸法、振動時效處理法消除焊接殘專余應力。

1、熱處屬理法消除焊接殘余應力
熱處理法消除焊接殘余應力在生產中比較常見，退火在工程上較常採用。退火溫度越高、保溫時間越長，消除焊接殘余應力效果也就越好。但是採用熱處理法會存在難以避免的缺陷，會使工件表面氧化速度加快，增大金相組織變化的可能性，甚至影響到構件的機械機械強度和表面特性。

2、拉伸法消除焊接殘余應力
採用機械拉伸法可以在一定程度減小並消除焊接殘余應力。

3、振動時效消除焊接殘余應力
利用振動時效設備，由偏心輪和變速電機組成的激振器，使焊接結構件發生共振所產生的循環應力來降低焊接內應力。振動時效消除焊接殘余應力工藝簡單、成本較低、節能環保，且無高溫回火給金屬表面造成的氧化問題。