焊接殘余應力方向如何確定

⑴ 焊接殘余應力是怎麼產生的焊接應力如何消除

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。

⑵ 焊接殘余應力按其空間位置分為什麼 什麼和三向應力

單向應力 又叫一維空間應力 雙向應力又叫二維空間應力

⑶ 鋼結構焊接後產生殘余應力和變形的主要原因是什麼

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，是焊接工程研究領域的重點問題。涉及焊接的各種工程應用中，都十分關注殘余應力的影響。例如，在土木工程領域，對於鋼結構焊接連接，殘余應力對結構的疲勞性能，穩定承載力等均有影響。
焊接應力有暫時應力與殘余應力之分。暫時應力只在焊接過程中一定的溫度條件
下存在，當焊件冷卻至常溫時，暫時應力即行消失。焊接殘余應力是指焊件冷卻後殘留在焊件內的應力。從結構的使用要求來看，焊接殘余應力有著重要意義。殘余應力按其方向可分為縱向、橫向和沿厚度方向的應力三種。
1.縱向焊接殘余應力
焊接過程一個不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時，焊件上產生不均勻的溫度場，
焊縫及附近溫度最高，可達1600℃以上，其鄰近區域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場將產生不均勻的膨脹。焊縫及附近高溫處的鋼材膨脹最大，由於受到兩側溫度較低，膨脹較小的鋼材的限制，產生了熱狀態塑性壓縮。焊縫冷壓時，被塑性壓縮的焊縫區趨向於縮得比原始長度稍短，這種縮短變形受到焊縫兩側鋼材的限制，使焊縫區產生縱向拉應力。在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉應力以常達到鋼材的屈服強度。焊接殘余應力是荷載未作用時的內應力，因此會在焊件內部自相平衡，這就必然在距焊縫稍遠區域應力。用三塊剪切下料的鋼板焊成的工字形截面，縱向焊接殘余應力分布。
2.橫向殘余應力
橫向殘余應力產生的原因有：①由於焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向於外彎成弓形的趨勢，但在實際上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不能分開，於是在焊縫中部將產生橫向拉應力，而在兩端產生橫向壓應力。②焊縫在施焊過程中，先後冷卻的時間不同，先焊的焊縫已經凝固，且具有一定的強度，會阻止後焊焊縫在橫向的自由膨脹，使其產生橫向的塑性壓縮變形。當焊縫冷卻時，後焊焊縫的收縮受到已凝固焊縫的限制而產生橫向拉應力，同時在先焊部分的焊縫內產生橫向壓應力。橫向收縮引起的橫向應力與施焊方向及先後次序有關，焊縫的橫向殘余應力是上述兩種原因產生的應力的合成。
3.沿焊縫厚度方向的殘余應力
在厚鋼板的連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向殘余應力之外，沿厚度方向還存在著殘余應力。這三種應力可能形成比較嚴重的同號三軸應力；會大大降低結構連接的塑性。這就是焊接結構易發生脆性破壞的原因之一。
以上分析是焊件在無外加約束情況下的焊接殘余應力。若焊件施焊時處在約束狀態，如採用強大夾具或焊件本身剛度較大等，焊件將因不能自由伸縮變形而產生更大的焊邊殘余應力，且隨約束程度增加而增大。
如果想要解決殘余應力和焊接變形的問題最好的辦法是振動時效啊，沒有 熱時效那麼麻煩而且還能消除95%以上的殘余應力，華雲家的就不錯，你可以看一下。。。

⑷ 盲孔法測焊接殘余應力後如何計算縱向殘余應力和橫向殘余應力

首先，肯定是用測量所得的strain來計算resial stress的。我不明白你所謂的「根據得到的應力」是什麼意思。

這里有兩篇很有用的文章，不知道你能不能打開：

1. https://sites.google.com/site/temfemguy/research/resial-stress-in-aluminium-forgings/resial-stress-determination---hole-drilling-strain-gauge-method

2. http://www.vishaypg.com/docs/11053/tn503.pdf

總計了一下，基本就是講怎麼將測量所得strain，用於計算resial stress。你用的是through hole還是blind hole，如果是blind hole還需要進行公式修正。簡單來講，這個是用Rosette strain gauge測量的，最方便的了，但是涉及到三個strain1,2,3:

其中的系數A,B是需要實現計算或者校準所得的，和你所用的strain gage和材料有關。所得的stress (max, min)就是principle stress。對於焊縫來說，一般平行於焊縫的應力較大。如果你的焊縫較小的話，用hole-drilling method還是比較困難的。如果用x-ray diffraction的方法可能更好。而且對於焊接件，從表面到心部的stress gradient較大，需要當心處理stress relaxation的計算。SAE相關的手冊裡面也有提及。

當然，如果只是粗略計算一下的話，用前面提到的rosette gage的方法是最方便的了。希望我的回答能有幫助。

⑸ 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。

⑹ 焊接殘余應力的介紹

焊接應力分為焊接瞬復時制應力和焊接殘余應力，焊接瞬時應力足夠大時會導致焊接過程中的變形這也就是為什麼焊接時採用工裝固定還有合理的焊接工藝的原因；焊接殘余應力是熔池金屬冷卻凝固以及熱響應區金屬冷卻產生的應力，他一般會造成焊接冷卻後的問題，比如焊接開裂，應力腐蝕，後期變形的問題，所以採取退火熱處理消除應力。熱處理消除應力也存在問題，構件結構復雜的、復合材料焊接的等均不方便採取熱處理，豪克能焊接應力消除設備，可以代替熱處理進行焊接殘余應力的消除！！

⑺ 焊接殘余應力怎麼分析，有哪些方面

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，是焊接工程研究領域的重點問題。涉及焊接的各種工程應用中，都十分關注殘余應力的影響。例如，在土木工程領域，對於鋼結構焊接連接，殘余應力對結構的疲勞性能，穩定承載力等均有影響。 焊接應力有暫時應力與殘余應力之分。暫時應力只在焊接過程中一定的溫度條件 下存在，當焊件冷卻至常溫時，暫時應力即行消失。焊接殘余應力是指焊件冷卻後殘留在焊件內的應力。從結構的使用要求來看，焊接殘余應力有著重要意義。殘余應力按其方向可分為縱向、橫向和沿厚度方向的應力三種。 1.縱向焊接殘余應力 焊接過程一個不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時，焊件上產生不均勻的溫度場， 焊縫及附近溫度最高，可達1600℃以上，其鄰近區域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場將產生不均勻的膨脹。焊縫及附近高溫處的鋼材膨脹最大，由於受到兩側溫度較低，膨脹較小的鋼材的限制，產生了熱狀態塑性壓縮。焊縫冷壓時，被塑性壓縮的焊縫區趨向於縮得比原始長度稍短，這種縮短變形受到焊縫兩側鋼材的限制，使焊縫區產生縱向拉應力。在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉應力以常達到鋼材的屈服強度。焊接殘余應力是荷載未作用時的內應力，因此會在焊件內部自相平衡，這就必然在距焊縫稍遠區域應力。用三塊剪切下料的鋼板焊成的工字形截面，縱向焊接殘余應力分布。 2.橫向殘余應力 橫向殘余應力產生的原因有：①由於焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向於外彎成弓形的趨勢，但在實際上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不能分開，於是在焊縫中部將產生橫向拉應力，而在兩端產生橫向壓應力。②焊縫在施焊過程中，先後冷卻的時間不同，先焊的焊縫已經凝固，且具有一定的強度，會阻止後焊焊縫在橫向的自由膨脹，使其產生橫向的塑性壓縮變形。當焊縫冷卻時，後焊焊縫的收縮受到已凝固焊縫的限制而產生橫向拉應力，同時在先焊部分的焊縫內產生橫向壓應力。橫向收縮引起的橫向應力與施焊方向及先後次序有關，焊縫的橫向殘余應力是上述兩種原因產生的應力的合成。 3.沿焊縫厚度方向的殘余應力 在厚鋼板的連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向殘余應力之外，沿厚度方向還存在著殘余應力。這三種應力可能形成比較嚴重的同號三軸應力；會大大降低結構連接的塑性。這就是焊接結構易發生脆性破壞的原因之一。 以上分析是焊件在無外加約束情況下的焊接殘余應力。若焊件施焊時處在約束狀態，如採用強大夾具或焊件本身剛度較大等，焊件將因不能自由伸縮變形而產生更大的焊邊殘余應力，且隨約束程度增加而增大。 如果想要解決殘余應力和焊接變形的問題最好的辦法是振動時效啊，沒有 熱時效那麼麻煩而且還能消除95%以上的殘余應力，華雲家的就不錯，你可以看一下。。。

⑻ 焊接殘余應力對結構工作的影響

一、焊接應力對結構製造的影響
焊接應力達到一定水平時，在一定條件回下（溫度答、組織、結構剛度、拘束度等），將成為在結構中引起產生各種熱裂紋和冷裂紋的因素之一。因此，減小和控制焊接應力已成為避免和控制焊接裂紋的一項重要手段之一。
二、焊接應力對結構使用的影響
1、在工作載荷作用下，較大的拉伸殘余應力與工作載荷疊加，使焊接接頭實際承受的應力水平提高。而當總的應力水平超過材料的屈服點時，將在焊接接頭處產生塑性變形，從而消耗掉材料的一部分塑性。
2、當焊接結構中存在的三向拉伸殘余應力（如在厚壁結構的焊接接頭區，立體交叉焊縫的焊接區，或存在焊接缺陷的區域等）時，則材料的塑性降低，易使物件斷裂。
3、在工作載荷，特別是在交變載荷作用下，由於存在較高的拉伸殘余應力，焊件結構在長期使用後，由於殘余應力的釋放會產生一定程度的變形。
4、在承受靜載荷或低周疲勞載荷作用時，在一定條件下，會導致低應力脆性事故的發生。

⑼ 焊接殘余應力的特點

怎麼說呢
焊接的時候焊縫區的溫度是很高的，熱脹的時候非焊縫區就對內焊縫區有一個擠壓的力。容而焊縫區冷卻後呢
因為冷卻後溫差遠遠沒有施焊時那麼大
所以總的來說
焊縫區是受壓的。對一塊板來說
他的內力肯定是自相平衡的
所以兩邊是受拉的。