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焊接热应力如何产生

发布时间: 2021-02-24 15:11:56

A. 焊接应力与变形是怎么产生的

焊接是当今金属热加工的一种重要工艺手段,它利用电弧产生的高温(达摄氏6000度以上)回,对母材焊缝金答属和焊条熔化冶炼,冷却结晶,形成性能良好的金属焊缝。因此,焊接过程就是金属加热的过程,而且是个局部的不均匀的加热冷却过程,焊缝两侧的金属温度随距离呈陡降温度特性,在焊接过程中被强烈加热的金属受到周围金属的约束,无法自由的热涨冷缩,导致内部产生应力。由于焊接过程的加热和冷却是不均匀的,母材金属内部的应力也是不均匀的,某些部位的应力会超过金属的屈服极限,形成金属材料塑性变形。随着焊接过程的结束,焊缝金属和母材热涨冷缩,但已形成塑性变形的那部分金属无法回归原来性状,焊接变形与焊接应力,或大或小地无可避免的产生了。
焊接变形和应力是对孪生子,两者相辅相成,此消彼长。焊接变形受工件刚性大小的牵制,当工件刚性小,焊接变形就大,内应力就小,相反工件刚性强,变形会小,内应力就大 。因此在大刚性工件焊接时,要特别注意采取有效工艺措施,防止焊接裂缝的产生;在薄板结构焊接时,因为刚性小,工件往往会产生大的变形,轻型船舶的外钣较薄,肋骨和焊缝较多,廋马型焊接变形屡屡出现。

B. 焊接残余应力是怎么产生的焊接应力如何消除

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。

C. 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。

D. 焊接过程中会产生焊接应力,请分析焊接应力产生的原因采用哪些措施可以降低焊接应力

焊接应力一般由来温度不均匀产生自。焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。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。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。其措施有固定焊件,先定位再分段焊接,或恒温保温等。

E. 焊接应力产生的原因

对所有熔化式焊接,在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力,残余应力的存在会导致焊接构件的变形、开裂并降低其承载力;同时,在焊缝的焊趾部位还存在凹坑、余高、咬边造成的应力集中;而焊趾出的熔渣缺陷、微裂纹又形成了裂纹的提前萌生源。由于受残余拉应力、应力集中和裂纹萌生源的影响,焊接接头的疲劳寿命大大降低。

残余应力都集中在焊缝附近,当焊接残余应力与承载的工作应力叠加,其数值超过材料的屈服极限时,工件就会再焊缝附近产生焊接变形,断裂等现象。研究残余应力的影响不仅考虑其数值的大小,而残余应力的方向也是重要因素,用盲孔法残余应力检测仪可以对焊接残余应力值的大小和方向进行测量。

在分析残余应力的影响时,即使焊接构件的残余应力值远远低于其材料的屈服极限,但如果存在严重的应力集中,那么焊接构件在其运输和使用过程中也会因残余应力的释放而发生永久性的塑性变形。


(5)焊接热应力如何产生扩展阅读:

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。

F. 焊接应力及变形产生的原因是什么

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织是产回生焊接应力和变形的根本答原因。

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。

(6)焊接热应力如何产生扩展阅读:

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

G. 焊接应力是怎么产生的

焊接中.焊缝处温度迅速升高,体积膨胀。热影响区温度低,阻碍焊缝专膨胀,结果焊缝处产生属压应力,热影响区产生拉应力。但此时焊缝处于塑性状态,焊缝被压应力墩粗,松弛了此应力。

焊后冷却时,热影响区冷却速度快,很快进入弹性状态,焊缝处温度高,处于塑性状态。这时焊缝收缩,较热影响区收缩慢,焊缝阻碍热影响区收缩,焊缝仍受压应力,影响区受拉应力。但焊缝处于塑性状态,焊缝的塑性墩粗,松弛了此应力。

热影响区温度不断降低,冷却速度也变慢,当焊缝的冷却速度高于热影响区时,焊缝收缩较快,焊缝的收缩受到热影响区阻碍,应力方向发生了转变,焊缝受拉应力,热影响区受压应力。当焊缝和热影响区都进入弹性状态时,因焊缝温度高,冷却速度快,收缩量大,热影响区温度低,冷却速度低,收缩量小,焊缝收缩受到热影响区阻碍,结果焊缝受拉应力,热影响区受压应力。此时没有塑性变形,这一对压应力,随着温度的降低,焊缝收缩受阻碍越来越大,拉应力也越来越大,直至室温,拉应力可近似于屈服极限。

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H. 各种焊接方法产生的应力大小,及其去应力方法

去应力退火: 200度以下装炉 小于50度每h的加热速度升温 620度左右20度的退火温度充分保温 小于50度每h的冷速 200度以下出炉

I. 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)焊接热应力如何产生扩展阅读:

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

J. 金属热加工(铸锻焊热)过程中,热应力会导致零件产生变形,试分析产生热应力的原因,并提出防止或消除变形的

热应力是金属相变造成的
产生热应力的原因不均匀的加热和冷却
防止或消除变形:刚性固定,缓慢冷却。机械校正等等

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