① 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。
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和焊接熱過程引起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。
為了消除和減小焊接殘余應力,應採取合理的焊接順序,先焊接收縮量大的焊縫。焊接時適當降低焊件的剛度,並在焊件的適當部位局部加熱,使焊縫能比較自由地收縮,以減小殘余應力。熱處理(高溫回火)是消除焊接殘余應力的常用方法。整體消除應力的熱處理效果一般比局部熱處理好。焊接殘余應力也可採用機械拉伸法(預載法)來消除或調整,例如對壓力容器可以採用水壓試驗,也可以在焊縫兩側局部加熱到200℃,造成一個溫度場,使焊縫區得到拉伸,以減小殘余應力。 隨著科技發展,近幾年開始採用豪克能技術來消除焊接應力。相比其他傳統的焊接應力消除方式,豪克能技術有很多優勢:
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。
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。
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③ 減少焊接殘余應力的措施有哪些
1、設計要合理: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。
4、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。
5、焊接殘余應力會導致焊接變形翹曲,後期的焊接開裂,應力腐蝕問題,極大影響焊接件的使用壽命,降低可靠性。
④ 大型焊接件應力怎麼去除
1、振動時效去應力。(首選,但效果這個與使用單位的振動時效經驗有很大的關系)
2、履帶加熱去應力。有點費電。
3、實在不得以,就安排人錘擊焊縫。
4、有時間的話,自然時效半年。
⑤ 減少焊接變形和焊接應力的方法有哪些
應力釋放導致的焊接變形,所以從消除焊接應力入手可以解決焊接變形的問題;消除焊接應力有熱時效、振動時效、豪克能焊接應力,熱時效處理周期長。成本高不環保;振動時效是整體去除焊接應力的方法,靈活方便,對於均化應力防止變形具有明顯的效果;豪克能焊接應力消除設備可以對焊縫進行超聲沖擊,去除應力高達90%以上,增強焊縫強度有效防止變形。
⑥ 鋼結構件去除焊接應力有幾種方法
鋼結構件去除焊接應力的方法:
1.熱處理法
熱處理法是利用材料在高溫下屈服點下降和蠕變現象來達到松馳焊接殘余應力的目的,同時熱處理還可以改善接頭的性能。
(1)整體熱處理 整體爐內熱處理、整體腔內熱處理
整體加熱熱處理消除殘余應力的效果取決於熱處理溫度、保溫時間、加熱和冷卻速度、加熱方法和加熱范圍。保溫時間根據板厚確定,一般按每毫米板厚1~2 min計算,但最短不小於30 min,最長不超過3h。
碳鋼及中、低合金鋼:加熱溫度為580~680℃;
(2)局部熱處理
局部熱處理只能降低殘余應力峰值,不能完全消除殘余應力。加熱方法有電阻爐加熱、火焰加熱、感應加熱、遠紅外加熱等,消除應力效果與加熱區的范圍、溫度分布有關。
2.載入法
載入法就是通過不同方式在構件上施加一定的拉伸應力,使焊縫及其附近產生拉伸塑性變形,與焊接時在焊縫及其附近所產生的壓縮塑性變形相互抵消一部分,達到松馳應力的目的。
(1)機械拉伸法
(2)溫差拉伸法
(3)振動法
⑦ 焊接應力怎樣消除
1 整體高溫回火(消除應力退火),
將整個焊接結構加熱到一定溫度(根據具體工件金屬材質而定),保溫一段時間,在冷卻。可以消除80%-90%的殘余應力。應用最為廣泛的一種應力消除工藝。
2 局部高溫回火,只針對焊縫及其周圍部分局部回火,消除應力效果不如整體回火。設備較簡單,適用於結構較簡單,拘束度較小工件,諸如 長筒形容器,管道接頭,長構件的對接接頭等。
3 機械拉伸法,對焊接工件進行載入,使得焊接壓縮塑性變形區得到拉伸,減少焊接引起的局部壓縮變形量,來降低應力。常見的有水壓試驗,水壓壓力大於容器的使用壓力,水壓試驗的同時對容器進行了一次機械拉伸。消除部分焊接引起的應力。
4 溫差拉伸法 (低溫消除應力),在焊縫兩側各一個適當寬度用氧乙炔火焰加熱。在焊槍後邊一定距離噴水冷卻。焊槍火焰 冷卻噴水以相同速度移動。形成一個兩個溫度高(峰值約200攝氏度) 焊接區域溫度低(約100攝氏度)。兩側金屬因受熱膨脹對溫度較低的焊接區進行拉伸,產生拉伸塑性變形。來抵消 原來的壓縮塑性變形。從而消除內應力。常用於規則焊縫厚度小於40毫米的板 殼結構,應力的消除。
5 振動法,針對焊縫區域進行振動。使得振源與結構發生穩定的共振。利用穩定共振產生的變載應力,使焊縫區產生塑性變形。達到消除焊接應力的目的。碳素鋼及 不銹鋼金屬結構 使用振動法消除應力效果較好。具有設備價格低廉,簡單,處理成本低,時間短。不會產生高溫回火的氧化問題 的特點。
⑧ 焊接件焊接應力如何消除常用的熱處理方法是什麼
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、振動法和自然時效。最簡單的辦法是時效處理。焊後熱處理(退火)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。
⑨ 焊接應力有哪些消除方法
為了消除和減小焊接殘余應力,應採取合理的焊接順序,先焊接收縮量大的焊縫。焊接時適當降低焊件的剛度,並在焊件的適當部位局部加熱,使焊縫能比較自由地收縮,以減小殘余應力。熱處理(高溫回火)是消除焊接殘余應力的常用方法。
整體消除應力的熱處理效果一般比局部熱處理好。焊接殘余應力也可採用機械拉伸法(預載法)來消除或調整,例如對壓力容器可以採用水壓試驗,也可以在焊縫兩側局部加熱到200℃,造成一個溫度場,使焊縫區得到拉伸,以減小殘余應力。
(9)焊接件應力的方法有哪些擴展閱讀:
預防控制:
焊接變形的大小與焊縫的尺寸、數量和布置有關。首先從設計上合理地確定焊縫的數量、坡口的形狀和尺寸,並恰當地安排焊縫的位置,對於減少變形十分重要。
在工藝上採用高能量密度的焊接方法和小線能量的工藝參量,例如多層焊對減少焊縫的縱、橫向收縮以及由此引起的撓曲和失穩變形是有利的。但多層焊對角變形不利。採用合理的裝配、焊接順序、反變形和剛性固定可以減少焊接變形。
⑩ 請教怎樣焊接才能有效地消除焊接應力
焊接會產生焊接應力,焊接應力的消除的方法主要有幾種:
1、熱處理法,比如說退火、正火等
2、時效法,自然放置就可以緩慢釋放,但是需要的時間比較長
3、振動時效法,就是採用機械振動釋放應力
4、拋丸,類似於機械振動,拋丸和噴丸之後也會降低焊接應力
還有一些是設計結構時可以注意的,也能降低結構的焊接應力:
1、減少焊縫數量、長度、焊腳尺寸
2、合理的設計焊縫位置,避免焊縫集中
3、堆焊部位通過打磨過渡等方式,也能降低應力的集中