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焊接应力与焊接变形产生原因分析

更新时间:2018/5/30  点击数:1146


1.1  焊接应力:焊缝冷却至原始温度后,在整个接头区内焊缝及近缝的拉应力与母材的压应力区数值达到平衡,这时应力状态称为焊接残余应力,简称焊接应力。 

1.2  焊接变形:在焊接应力作用下,如果焊件的约束较小,则焊件会产生相应的尺寸变化或弯曲或翘曲变形,称为焊接变形。

1.3  焊接应力与焊接变形产生原因  在焊接过程中,在不均匀加热使得焊缝及其附近的温度很高,而远处大部分金属不受热,其温度接近室内温度。这样,不受热的金属部分便阻碍了焊缝及近缝金属的膨胀和收缩;因而,冷却后,焊缝就产生了不同程度的收缩和内应力(纵向和横向),就造成了焊接结构的各种变形。金属内部晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件的变形,这也是产生焊接应力与变形的根本原因。 

 1.4  焊件残余应力与变形危害  在焊接过程中焊件将发生变形,随着变形的产生,焊件内的应力状态也发生变形,而焊完并冷却后所留下的变形不是暂时的而是残余的。通常焊接的残余变形和应力是同时存在的,但在一般焊接结构中残余变形的危害性比残余应力大得多,它使焊件或部件尺寸改变而无法组装,使整个构件丧失稳定而不能承受载荷,使产品质量大大下降,而矫正却要浪费大量的人力和物力,有时还导致产品的报废。同时焊接裂纹的产生往往和焊接残余应力和焊接变形有着密切的关系。有的金属由于焊后产生了残余应力而使其使用性能大为下降,从而对这类金属的焊件生产工艺上的就存在大量困难。因此,在制造焊接结构时,必须充分了解焊接时应力发生的机理和焊后决定工件变形的基本规律,以控制和减小它的危害。

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