焊接厚板如何控制應力變形

A. 怎樣防止焊接應力與變形麻煩告訴我

焊接應力是由於焊後收縮受到制約造成的，制約越嚴重，內應力就越大，因此控制專內應力的方法基屬本原則就是緩和對焊縫收縮的制約。在工藝上通常採用以下幾種：
1/合理安排焊接次序：主要是使焊縫能夠比較自由收縮。
2/預熱法：焊接的溫差越大，殘余應力就越大。冷卻速度越快，組織應力就越大。預熱可以達到減小溫差，減慢冷卻速度，從而可以減小焊接應力。
3/加熱減應區法。
4/正確的焊接順序。比如說採用分段退焊等。
控制焊接變形常用的有以下幾種：
1/剛性固定法。
2/反變形法。3/振動法。
4/利用自重法。
5/控制焊接線能量法。
6/間斷對稱焊法。
7/錘擊焊縫法。
8/合理的裝配順序。

B. 如何控制焊接應力和變形有哪些參考文獻

1焊接變形的控制措施

全面分析各因素對焊接變形的影響，掌握其影響規律，即可採取合理的控制措施。

1.1焊縫截面積的影響

焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積。焊縫面積越大，冷卻時收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。

1.2焊接熱輸入的影響

一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區增大。

1.3焊接方法的影響

多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建築鋼結構焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，CO2氣體保護焊最小。

1.4接頭形式的影響

在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件相同時，不同的接頭形式對縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。

1)表面堆焊時，焊縫金屬的橫向變形不但受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限於工件表面一定深度而使焊縫的收縮同時受到板厚、深度、母材方面的約束，因此，變形相對較小。

2)T形角接接頭和搭接接頭時，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。

3)對接接頭在單道(層)焊的情況下，其焊縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時坡口角度大，板厚上、下收縮量差別大，因而角變形較大。

雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。

1.5焊接層數的影響

1)橫向收縮：在對接接頭多層焊接時，第一層焊縫的橫向收縮符合對接焊的一般條件和變形規律，第一層以後相當於無間隙對接焊，接近於蓋面焊道時與堆焊的條件和變形規律相似，因此，收縮變形相對較小。

2)縱向收縮：多層焊接時，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成後都對下層焊縫形成約束，因此，多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多，而且焊的層數越多，縱向變形越小。

在工程焊接實踐中，由於各種條件因素的綜合作用，焊接殘余變形的規律比較復雜，了解各因素單獨作用的影響便於對工程具體情況做具體的綜合分析。所以，了解焊接變形產生的原因和影響因素，則可以採取以下控制變形的措施：

1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標缺陷焊縫的前提下，盡可能採用較小的坡口尺寸(角度和間隙)。

2)對屈服強度345MPA以下，淬硬性不強的鋼材採用較小的熱輸入，盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度；優先採用熱輸入較小的焊接方法，如CO2氣體保護焊。

3)厚板焊接盡可能採用多層焊代替單層焊。

4)在滿足設計要求情況下，縱向加強肋和橫向加強肋的焊接可採用間斷焊接法。

5)雙面均可焊接操作時，要採用雙面對稱坡口，並在多層焊時採用與構件中和軸對稱的焊接順序。

6)T形接頭板厚較大時採用開坡口角對接焊縫。

7)採用焊前反變形方法控制焊後的角變形。

8)採用剛性夾具固定法控制焊後變形。

9)採用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形，如H形縱向焊縫每米長可預留0.5mm～0.7mm。

10)對於長構件的扭曲，主要靠提高板材平整度和構件組裝精度，使坡口角度和間隙准確，電弧的指向或對中准確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構件長度方向一致。

11)在焊縫眾多的構件組焊時或結構安裝時，要採取合理的焊接順序。

12)設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸，並使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

2焊接應力的控制措施

構件焊接時產生瞬時內應力，焊接後產生殘余應力，並同時產生殘余變形，這是不可避免的現象。

焊接變形的矯正費時費工，構件製造和安裝企業首先考慮的是控制變形，往往對控制殘余應力較為忽視，常用一些卡具、支撐以增加剛性來控制變形，與此同時實際上增大了焊後的殘余應力。

對於一些本身剛性較大的構件，如板厚較大，截面本身的慣性矩較大時，雖然變形會較小，但卻同時產生較大的內應力，甚至產生裂紋。

因此，對於一些構件截面厚大，焊接節點復雜，拘束度大，鋼材強度級別高，使用條件惡劣的重要結構要注意焊接應力的控制。控制應力的目標是降低其峰值使其均勻分布，其控制措施有以下幾種：

1)減小焊縫尺寸：焊接內應力由局部加熱循環而引起，為此，在滿足設計要求的條件下，不應加大焊縫尺寸和層高，要轉變焊縫越大越安全的觀念。

2)減小焊接拘束度：拘束度越大，焊接應力越大，首先應盡量使焊縫在較小拘束度下焊接，盡可能不用剛性固定的方法控制變形，以免增大焊接拘束度。

3)採取合理的焊接順序：在焊縫較多的組裝條件下，應根據構件形狀和焊縫的布置，採取先焊收縮量較大的焊縫，後焊收縮量較小的焊縫；先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫，後焊拘束度較小而能自由收縮的焊縫的原則。

4)降低焊件剛度，創造自由收縮的條件。

5)錘擊法減小焊接殘余應力：在每層焊道焊完後立即用圓頭敲渣小錘或電動錘擊工具均勻敲擊焊縫金屬，使其產生塑性延伸變形，並抵消焊縫冷卻後承受的局部拉應力。

但根部焊道、坡口內及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側焊道不宜錘擊，以免出現熔合線和近縫區的硬化或裂紋。高強度低合金鋼，如屈服強度級別大於345MPa時，也不宜用錘擊法消除焊接殘余應力。

6)採用拋丸機除銹：通過鋼丸均勻敲打來抵消構件的焊接應力。

綜上所述，在施工過程中，一定要了解焊接工藝，採用合理的焊接方法和控制措施，以便減少和消除焊後殘余應力和殘余變形。在實踐中不斷總結、積累焊接經驗，綜合分析考慮的各種因素，可以保證工程中的焊接質量。

C. 急求開題報告 題目"如何控制焊接應力和變形"

3焊接應力的控制措施焊接件內殘留有內應力是不可避免的，但可以根據去產生機理和規律尋找一些措施來有效的控制它，使之危害程度降至最小。

3.1控制內應力的方法其基本要求有兩個：是焊件上熱量盡量均勻和盡量減少對焊縫自由收縮的限制。通常採用的工藝措施如下：

3.1.1合理的裝配與焊接順序主要是在裝配和焊接的順序安排上盡量使焊縫能自由的收縮，便可有效的控制焊接應力。

3.1.2焊前預熱泵技術，水泵技術，泵閥技術，水泵CFD，泵數值模擬，被焊工件各部位的溫差越大，焊縫的冷卻速度越快則焊接接頭的殘余應力越大。預熱既能減小工件各部位的溫差，又能減緩冷卻速度，所以是降低焊接殘余應力的有力措施之一。

預熱可分為局部預熱或整體預熱。對剛性大、厚度大的工件，應整體預熱，這樣降低殘余應力的效果更佳。

除了以上控制應力的方法外，還有在焊接結構的設計上採取措施，例如：對稱布置焊縫、避免封閉焊縫等。以及對阻礙焊接接頭自由收縮的部位加溫，使之與焊縫同步伸縮，這種方法稱為「減應法」。

4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、振動法。

焊後熱處理是消除殘余應力的有效方法，也是廣泛採用的方法。它可分為整體熱處理和局部熱處理。

4.1一般是將被焊工件加熱到A1線以下，保溫均溫，在緩慢冷卻，以達到殘余應力消除。如Q235B、16MnR材料焊後熱處理的溫度一般選為625±25°C.

4.2機械法，用機械的方法施加外力使冷卻後的焊縫金屬產生延展，以達到消除應力的目的，這種方法叫機械法消除應力。如錘擊焊縫；在卷板機上壓輾焊縫；對焊縫結構實行有控制的過載等都是機械法消除應力的方法。

4.3振動法泵技術，水泵技術，泵閥技術，水泵CFD，泵數值模擬，以低頻率震動整個構件以達到消除應力的目的。一般鋼結構件需要消除應力是常常采焊接應力與變形用。

D. 焊接應力及變形產生的原因是什麼減少和防止焊接應力及變形的常用方法是什麼

焊接應力，是焊接構件由於焊接而產生的應力。焊接過程中焊件中產生的內應力回和焊接熱過程引起答的焊件的形狀和尺寸變化。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。當焊接引起的不均勻溫度場尚未消失時，焊件中的這種應力和變形稱為瞬態焊接應力和變形；焊接溫度場消失後的應力和變形稱為殘余焊接應力和變形。在沒有外力作用的條件下，焊接應力在焊件內部是平衡的。焊接應力和變形在一定條件下會影響焊件的功能和外觀，因此是設計和製造中必須考慮的問題。
鋼構件在未受荷載前，由於施焊電弧高溫引起的變形為焊接變形。包括縮短、角度改變、彎曲變形等。
減小變形的主要方法有，（1）選擇合理的焊接順序；（2）盡可能用對稱焊縫（如工字形截面）；（3）採用反變形法 焊接過程中控制變形的主要措施： 1、採用反變形 2、採用小錘錘擊中間焊道 3、採用合理的焊接順序 4、利用工卡具剛性固定 5、分析回彈常數。
抄的

E. 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。

F. 焊接變形如何控制

（1）使用直徑較小之焊抄條及較小電流。
（2）改正焊接順序
（3）焊接前，使用夾具將焊件固定以免發生翹曲。
（4）避免冷卻過速或預熱母材。
（5）選用穿透力低之焊材。
（6）減少焊縫間隙，減少開槽度數。
（7）注意焊接尺寸，不使焊道過大。
（8）注意防止變形的固定措施。

G. 焊接變形和應力產生的原因和預防措施有哪些

焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。焊接過程中，對焊件進行不均勻加熱和冷卻，是產生焊接應力和變形的根本原因。減少焊接應力與變形的工藝措施主要有：
一、預留收縮變形量 根據理論計算和實踐經驗，在焊件備料及加工時預先考慮收縮餘量，以便焊後工件達到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據理論計算和實踐經驗，預先估計結構焊接變形的方向和大小，然後在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預置變形，以抵消焊後產生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定，焊後待焊件冷卻到室溫後再去掉剛性固定，可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應力，只適用於塑性較好的低碳鋼結構。
四、選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫自由收縮。焊接焊縫較多的結構件時，應先焊錯開的短焊縫，再焊直通長焊縫，以防在焊縫交接處產生裂紋。如果焊縫較長，可採用逐步退焊法和跳焊法，使溫度分布較均勻，從而減少了焊接應力和變形。
五、錘擊焊縫法 在焊縫的冷卻過程中，用圓頭小錘均勻迅速地錘擊焊縫，使金屬產生塑性延伸變形，抵消一部分焊接收縮變形，從而減小焊接應力和變形 。
六、加熱「減應區」法 焊接前，在焊接部位附近區域(稱為減應區)進行加熱使之伸長，焊後冷卻時，加熱區與焊縫一起收縮，可有效減小焊接應力和變形。
七、焊前預熱和焊後緩冷 預熱的目的是減少焊縫區與焊件其他部分的溫差，降低焊縫區的冷卻速度，使焊件能較均勻地冷卻下來，從而減少焊接應力與變形。

H. 如何控制焊接應力和變形（一）

由於焊接產生的焊接殘余應力和殘余變形 ,嚴重影響著工程的質量、安裝進度和結構承載力 (即使用功能 ),急需採用合理的方法予以控制。 鋼結構的焊接過程實際上是在焊件局部區域加熱後又冷卻凝固的熱過程 ,但由於不均勻溫度場 ,導致焊件不均勻的膨脹和收縮,從而使焊件內部產生焊接應力而引起焊接變形。常見的焊接應力有 :1)縱向應力 ;2)橫向應力 ;3)厚度方向應力。常見的焊接變形有:1)縱向收縮變形 ;2)橫向收縮變形 ;3)角變形 ;4)彎曲變形 ;5)扭曲變形 ;6)波浪變形。針對這些不同種類的焊接變形和應力分布,追溯根源,具體進行研究控制。 1、焊接變形的控制措施 全面分析各因素對焊接變形的影響 ,掌握其影響規律 ,即可採取合理的控制措施。 1.1 焊縫截面積的影響 焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積。焊縫面積越大 ,冷卻時收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的 ,而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。 1.2 焊接熱輸入的影響 一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區增大。 1.3 焊接方法的影響 多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建築鋼結構焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，ＣＯ2氣體保護焊最小。 1.4 接頭形式的影響 在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件相同時，不同的接頭形式對縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。 1)表面堆焊時，焊縫金屬的橫向變形不但受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限於工件表面一定深度而使焊縫的收縮同時受到板厚、深度、母材方面的約束 ,因此 ,變形相對較小。 2)Ｔ形角接接頭和搭接接頭時，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。 3)對接接頭在單道 (層 )焊的情況下，其焊縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時坡口角度大，板厚上、下收縮量差別大，因而角變形較大。 雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。 1.5 焊接層數的影響 1)橫向收縮：在對接接頭多層焊接時，第一層焊縫的橫向收縮符合對接焊的一般條件和變形規律，第一層以後相當於無間隙對接焊，接近於蓋面焊道時與堆焊的條件和變形規律相似，因此，收縮變形相對較小。 2)縱向收縮：多層焊接時，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成後都對下層焊縫形成約束 ，因此，多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多，而且焊的層數越多，縱向變形越小。 在工程焊接實踐中 ,由於各種條件因素的綜合作用 ,焊接殘余變形的規律比較復雜，了解各因素單獨作用的影響便於對工程具體情況做具體的綜合分析。所以 ,了解焊接變形產生的原因和影響因素 ,則可以採取以下控制變形的措施： 1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標缺陷焊縫的前提下，盡可能採用較小的坡口尺寸 (角度和間隙 )。 2)對屈服強度 345ＭＰａ以下，淬硬性不強的鋼材採用較小的熱輸入，盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度；優先採用熱輸入較小的焊接方法 ,如ＣＯ2氣體保護焊。 3)厚板焊接盡可能採用多層焊代替單層焊。 4)在滿足設計要求情況下，縱向加強肋和橫向加強肋的焊接可採用間斷焊接法。 5)雙面均可焊接操作時，要採用雙面對稱坡口，並在多層焊時採用與構件中和軸對稱的焊接順序。 6)Ｔ形接頭板厚較大時採用開坡口角對接焊縫。 7)採用焊前反變形方法控制焊後的角變形。 8)採用剛性夾具固定法控制焊後變形。 9)採用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形，如Ｈ形縱向焊縫每米長可預留 0.5ｍｍ～ 0.7ｍｍ。 10)對於長構件的扭曲 ,主要靠提高板材平整度和構件組裝精度 ,使坡口角度和間隙准確 ,電弧的指向或對中准確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構件長度方向一致。 11)在焊縫眾多的構件組焊時或結構安裝時，要採取合理的焊接順序。 12)設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸，並使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

I. 焊接變形如何消除應力

焊接應復力產生的主要原因，制有以下三個方面：
（1）熱應力。焊接過程對被焊工件來說，是局部的不均勻加熱過程和不均勻冷卻過程。這種不均勻冷熱過程，會使工件中產生熱應力。
（2）拘束應力。由於構件本身或外加的剛性拘束作用，使焊接時熱膨脹不暢，引起構件產生拘束應力。
（3）相變應力：焊接時，接頭區域產生不均勻組織轉變而引起的應力。
消除焊接應力：
（1）採用適當的焊接程序，如分段焊、分層焊；
（2）盡可能採用對稱焊縫，使其變形相反而抵消；
（3）施焊前使結構有一個和焊接變形相反的預變形；
（4）對於小構件焊前預熱、焊後回火，然後慢慢冷卻，以消除焊接應力。 合理的焊縫設計；
（5）避免焊縫集中、三向交叉焊縫；
（6）焊縫尺寸不宜太大；
（7）焊縫盡可能對稱布置，連接過渡平滑，避免應力集中現象；
（8）避免仰焊。