焊接应力如何消除焊接应力/金属工件内应力怎样消除

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-07-01 20:32 标签： 焊接应力消除设备
焊接残余应力是怎么产生的，焊接应力如何消除_百度知道
焊接残余应力是怎么产生的，焊接应力如何消除
焊接残余应力产生条件：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。焊接残余应力消除方法：1、利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力，焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力。2、利用预热法来控制焊接残余应力构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减小焊接残余应力。3、利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力焊接时，加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，就能减小焊接应力，这种方法称为“加热减应区法”，加热的部位就称之为“减应区”。4、利用高温回火来消除焊接残余应力由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点，而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时，应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力，则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度，所以一般所取的回火温度接近于这个温度。4、整体高温回火 将整个构件放在炉中加热到一定温度，然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉，这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。回火时间随构件厚度而定，钢按每毫米壁厚l~2min计算，但不宜低于30min，不必高于3h，因为残余应力的消除效果随时间迅速降低，所以过长的处理时间是不必要的。5、局部高温回火 只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火，此方法设备简单，常用于比较简单的、刚度较小的构件，如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。6、利用温差拉伸法来消除焊接残余应力温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同，主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热，在焊炬后面一定距离，用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸，这样就可消除部分残余应力。据测定，消除残余应力的效果可达50%~70%。7、利用振动法来消除焊接残余应力构件承受变载荷应力达到一定数值，经过多次循环加载后，结构中的残余应力逐渐降低，即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。
不让这部分金属充分膨胀。焊接应力的消除，于是结构产生变形和焊接的残余应力，达到平衡，尽量采用对称焊接方法,抵消部分残余应力，金属弹性丧失，温度降低后，也无法再回复原来的形态，造成永久性的收缩变形，焊缝尽量采用小而薄的，焊缝尺寸不要过大，控制在上限以下，受高温部分金属肯定要膨胀，但是周围金属对它牵制，钢铁熔化温度须1300度以上），母材受热必然膨胀，然而母材受热并非整体全部均匀受热，而是局部的受热而且温度非常高(焊弧中心温度达摄氏6000度以上、从以上分析可知；多个焊工施焊时、焊接结构设计时尽可能减少“刚性”，让焊缝有较大的自由收缩，使焊接产生的应力通过变形来释放，内应力自然减少；3、焊接时减少线能量，要完全消除是不可能的，只能加以控制尽量减少，同样结构也不允许该部分随意收缩，于是这部分金属受到压缩，下限以上；电流尽量采用下限，当压缩应力超过屈服极限：1；2简言之，因为焊接过程也是个对金属加热的过程，按热胀冷缩之原理
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焊接应力怎样消除?
工件焊接后因应力变形导致配合不好
整体高温回火（消除应力退火），将整个焊接结构加热到一定温度（根据具体工件金属材质而定），保温一段时间，在冷却。可以消除80%-90%的残余应力。应用最为广泛的一种应力消除工艺。2
局部高温回火，只针对焊缝及其周围部分局部回火，消除应力效果不如整体回火。设备较简单，适用于结构较简单，拘束度较小工件，诸如 长筒形容器，管道接头，长构件的对接接头等。3
机械拉伸法，对焊接工件进行加载，使得焊接压缩塑性变形区得到拉伸，减少焊接引起的局部压缩变形量，来降低应力。常见的有水压试验，水压压力大于容器的使用压力，水压试验的同时对容器进行了一次机械拉伸。消除部分焊接引起的应力。4 温差拉伸法 （低温消除应力），在焊缝两侧各一个适当宽度用氧乙炔火焰加热。在焊枪后边一定距离喷水冷却。焊枪火焰 冷却喷水以相同速度移动。形成一个两个温度高（峰值约200摄氏度） 焊接区域温度低（约100摄氏度）。两侧金属因受热膨胀对温度较低的焊接区进行拉伸，产生拉伸塑性变形。来抵消 原来的压缩塑性变形。从而消除内应力。常用于规则焊缝厚度小于40毫米的板
壳结构，应力的消除。5 振动法，针对焊缝区域进行振动。使得振源与结构发生稳定的共振。利用稳定共振产生的变载应力，使焊缝区产生塑性变形。达到消除焊接应力的目的。碳素钢及 不锈钢金属结构 使用振动法消除应力效果较好。具有设备价格低廉，简单，处理成本低，时间短。不会产生高温回火的氧化问题 的特点。
先退火/或者通过其它的方式（如将工件振动等）进行时效处理，然后再加工。
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可以退火或者振动但是，一般要配合的，可以先焊接，再加工。要么就用固定和改变焊接工艺的方法减少变形。
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