焊接殘餘應力產生條件:
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。 這樣,焊接冷卻後的殘餘在焊件中的宏觀應力稱為殘餘焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的區域性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。
焊接殘餘應力消除方法:
1、利用錘擊焊縫區來控制焊接殘餘應力,焊後用小錘輕敲焊縫及其鄰近區域,使金屬展開,能有效地減少焊接殘餘應力。
2、利用預熱法來控制焊接殘餘應力
構件本體上溫差越大,焊接殘餘應力也越大。焊前對構件進行預熱,能減小溫差和減慢冷卻速度,兩者均能減小焊接殘餘應力。
3、利用“加熱減應區法”來控制焊接殘餘應力
焊接時,加熱那些阻礙焊接區自由伸縮的部位,使之與焊接區同時膨脹和同時收縮,就能減小焊接應力,這種方法稱為“加熱減應區法”,加熱的部位就稱之為“減應區”。
4、利用高溫回火來消除焊接殘餘應力
由於構件殘餘應力的最大值通常可達到該種材料的屈服點,而金屬在高溫下屈服點將降低。所以將構件的溫度升高至某一定數值時,應力的最大值也應該減少到該溫度下的屈服點數值。如果要完全消除結構中的殘餘應力,則必須將構件加熱到其屈服點等於零的溫度,所以一般所取的回火溫度接近於這個溫度。
4、整體高溫回火 將整個構件放在爐中加熱到一定溫度,然後保溫一段時間再冷卻。透過整體高溫回火可以將構件中80%~90%的殘餘應力消除掉,這是生產中應用最廣泛、效果最好的一種消除殘餘應力的方法。回火時間隨構件厚度而定,鋼按每毫米壁厚l~2min計算,但不宜低於30min,不必高於3h,因為殘餘應力的消除效果隨時間迅速降低,所以過長的處理時間是不必要的。
5、區域性高溫回火 只對焊縫及其區域性區域進行加熱消除殘餘應力。消除應力的效果不如整體高溫回火,此方法裝置簡單,常用於比較簡單的、剛度較小的構件,如長筒形容器、管道接頭、長構件的對接接頭等焊接殘餘應力的消除。
6、利用溫差拉伸法來消除焊接殘餘應力
溫差拉伸法消除焊接殘餘應力的基本原理與機械拉伸法相同,主要差別是利用區域性加熱的溫差來拉伸焊縫區。
溫差拉伸法是在焊縫兩側各用一個寬度適當的氧乙炔焰焊炬進行加熱,在焊炬後面一定距離,用一根帶有排孔的水管進行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動。這就形成了一個兩側溫度高(峰值約為200℃)、焊接區溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側金屬受熱膨脹對溫度較低的區域進行拉伸,這樣就可消除部分殘餘應力。據測定,消除殘餘應力的效果可達50%~70%。
7、利用振動法來消除焊接殘餘應力
構件承受變載荷應力達到一定數值,經過多次迴圈載入後,結構中的殘餘應力逐漸降低,即利用振動的方法可以消除部分焊接殘餘應力。一種大型焊件使用振動器消除應力的裝置。
焊接殘餘應力產生條件:
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。 這樣,焊接冷卻後的殘餘在焊件中的宏觀應力稱為殘餘焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的區域性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。
焊接殘餘應力消除方法:
1、利用錘擊焊縫區來控制焊接殘餘應力,焊後用小錘輕敲焊縫及其鄰近區域,使金屬展開,能有效地減少焊接殘餘應力。
2、利用預熱法來控制焊接殘餘應力
構件本體上溫差越大,焊接殘餘應力也越大。焊前對構件進行預熱,能減小溫差和減慢冷卻速度,兩者均能減小焊接殘餘應力。
3、利用“加熱減應區法”來控制焊接殘餘應力
焊接時,加熱那些阻礙焊接區自由伸縮的部位,使之與焊接區同時膨脹和同時收縮,就能減小焊接應力,這種方法稱為“加熱減應區法”,加熱的部位就稱之為“減應區”。
4、利用高溫回火來消除焊接殘餘應力
由於構件殘餘應力的最大值通常可達到該種材料的屈服點,而金屬在高溫下屈服點將降低。所以將構件的溫度升高至某一定數值時,應力的最大值也應該減少到該溫度下的屈服點數值。如果要完全消除結構中的殘餘應力,則必須將構件加熱到其屈服點等於零的溫度,所以一般所取的回火溫度接近於這個溫度。
4、整體高溫回火 將整個構件放在爐中加熱到一定溫度,然後保溫一段時間再冷卻。透過整體高溫回火可以將構件中80%~90%的殘餘應力消除掉,這是生產中應用最廣泛、效果最好的一種消除殘餘應力的方法。回火時間隨構件厚度而定,鋼按每毫米壁厚l~2min計算,但不宜低於30min,不必高於3h,因為殘餘應力的消除效果隨時間迅速降低,所以過長的處理時間是不必要的。
5、區域性高溫回火 只對焊縫及其區域性區域進行加熱消除殘餘應力。消除應力的效果不如整體高溫回火,此方法裝置簡單,常用於比較簡單的、剛度較小的構件,如長筒形容器、管道接頭、長構件的對接接頭等焊接殘餘應力的消除。
6、利用溫差拉伸法來消除焊接殘餘應力
溫差拉伸法消除焊接殘餘應力的基本原理與機械拉伸法相同,主要差別是利用區域性加熱的溫差來拉伸焊縫區。
溫差拉伸法是在焊縫兩側各用一個寬度適當的氧乙炔焰焊炬進行加熱,在焊炬後面一定距離,用一根帶有排孔的水管進行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動。這就形成了一個兩側溫度高(峰值約為200℃)、焊接區溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側金屬受熱膨脹對溫度較低的區域進行拉伸,這樣就可消除部分殘餘應力。據測定,消除殘餘應力的效果可達50%~70%。
7、利用振動法來消除焊接殘餘應力
構件承受變載荷應力達到一定數值,經過多次迴圈載入後,結構中的殘餘應力逐漸降低,即利用振動的方法可以消除部分焊接殘餘應力。一種大型焊件使用振動器消除應力的裝置。