簡述減少焊接殘余應力和殘余變形有哪些方法

① 消除焊接殘余應力的方法有哪些

整體高溫回火；局部高溫回火；溫差拉伸法；機械拉伸法；震動法。

② 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。

③ 防止和減少焊接殘余應力的措施有哪些

1,設計要抄合理: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:反變形,剛性固定法,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.

④ 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

⑤ 通過哪些設計措施可以減小焊接殘余應力和焊接殘余變形

焊後熱處理和焊後熱矯正

⑥ 減少焊接殘余應力的措施有哪些

目前有三種時效方法，振動時效、熱時效、豪克能時效。其中振動時效可以消除%-50%的應力，熱時效可以消除40%-80%的應力，豪克能時效可以消除80%-100%的應力。由於熱時效存在能源浪費嚴重、時效時間長等缺陷，熱時效已經逐步被振動時效、豪克能時效所代替。振動時效設備的生產廠家很多，只有選擇專業生產廠家才能達到最好的時效效果。
豪克能焊接應力消除設備優勢：
1、是目前最徹底消除焊接殘余應力並產生出理想壓應力的時效方法（各種時效方法消除殘余應力 的情況如下：振動時效30～55％、熱時效40～80%、豪克能時效80～100％）。
2、可使焊接接頭疲勞強度提高50%-120%，疲勞壽命延長5-100倍。金屬在腐蝕環境下的抗腐蝕能力提高約400%。
3、用於消除焊接應力可完全替代熱處理、振動時效等時效方法，且處理工藝簡單，效果穩定可靠（想處理哪裡就處理哪裡，並可在任意時間、任意工序上進行，讓你隨心所欲，得心應手，使用起來簡單方便）。
4、不受工件材質、形狀、結構、鋼板厚度、重量、場地之限制，特別是在施工現場、焊接過程和焊接修復時用於消除焊接應力更顯靈活方便。
5、可直接將焊趾處的焊接余高、凹坑、咬邊處理成圓滑的幾何過渡，從而大大降低應力集中系數。
6、可去除焊趾處的微觀裂紋、熔渣缺陷，抑制裂紋的提前萌生。
7、因為豪克能消除應力處理能同時改善影響焊縫疲勞性能的幾個方面的因素,如：殘余應力、微觀裂紋和缺陷、焊趾幾何形狀、表面強化等，所以是目前提高焊縫疲勞性能最有效的方法，且有事半功倍之效果。
8、更適用於大型結構件的工地焊縫、超高超低處焊縫、焊接修復焊縫的消除應力處理。
9、環保、節能、安全、無污染，施工現場使用更顯靈活方便。

⑦ 焊接變形分類有哪幾種減少焊接應力與變形應採取哪些措施

焊接變形的類型有：①縱向或橫向變形;②彎曲變形;③角變形;④波浪變形;⑤扭曲變形。專其中，裝配質量不好以及焊接次屬第和方向不當等，容易產生扭曲變形;薄板焊接容易產生波浪變形。 影響焊接變形的主要要素： (1)焊縫在構造中的位置。假如位置不對稱，常常是彎曲變形的主要緣由。 (2)焊接構造的剛性。剛性主要取決於構造的截面外形及其尺寸的大小。焊接構造剛性越大，就越不易變形。 (3)焊接構造的裝配及焊接次第。 (4)焊接資料的線收縮系數越大，焊後變形越大。

⑧ 焊接殘余應力是怎麼產生的，焊接應力如何消除

焊接殘余應力產生條件：
焊件在焊接過程中，熱應力、相變應力、加工應力等超過屈服極限（Yield strength），以致冷卻後焊件中留有未能消除的應力。 這樣，焊接冷卻後的殘余在焊件中的宏觀應力稱為殘余焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。
焊接殘余應力消除方法：
1、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。
2、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。

3、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」。

4、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。

4、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。
5、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。
6、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%。

7、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。