讨论消除焊接应力措施

wuql2006 · 发表于 2010-5-24 15:37:22

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现在消除焊接应力的措施五花八门，请大家讨论下真实的做法（不是教科书的内容）。

songyun1007 · 发表于 2010-5-24 15:43:42

本帖最后由 songyun1007 于 2010-5-24 15:45 编辑

1.合理选择焊接顺序
焊接时，应选择尽量使多条焊缝都有自由收缩可能的焊接顺序，具体办法有：
(1)对大型结构，应从中间向四周进行施焊，使焊缝可以由中间向外依次进行收缩。
(2)对于平面上的交叉焊缝，应特别注意交叉处焊接质量。如果接近纵向焊缝的横向焊缝处有缺陷(未焊透)，则这些缺陷正好位于纵焊缝的拉伸应力场中，会造成三向应力状态。所以要采取保证交叉点部位不易产生缺陷而又能自由收缩的顺序，先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝。
(3)应先焊收缩量最大的焊缝，这是因为结构的刚性在焊接过程中是逐渐增大的，所以先焊的焊缝在收缩时所受到的阻力会小些，焊后的应力也就小些。如果在结构上既有对接焊缝又有角焊缝，就应先焊对接缝，后焊角焊缝。
(4)应先焊在工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。在接头两端留出一段翼缘角不焊，先焊受力最大的翼缘对接焊缝1，然后再焊腹板对接缝，最后焊翼缘预留角焊缝。这样焊后可使翼缘的对接焊缝承受压应力，而腹板对接缝受拉，角焊缝留在最后焊可以保证腹板对接缝有一定的收缩余地，同时也有利于在焊接对接缝时采取反变形措施以防止产生角变形。
基本建设焊接构件一般都较大，因此十分讲究焊接顺序和施工程序。如我公司钢结构施工编制的大型屋架操作工法中规定：屋架要分部拼装。即钢屋架按上弦、下弦和各部连杆分别组对焊，然后再整体组装。分部件焊接，焊接热量不集中，内应力变化不大，热变形小。此工法还规定：不管部件焊接，还是层架整体焊接，都应严格按以下焊接顺序：背焊角钢，先焊腹翼，后焊肋翼，在较长的部件上焊接，应从中间向两端退位焊接，使部件在热影响下能有自由伸长与缩短的活动余量。整体屋架焊接时，先焊撑杆件，后焊拉杆件。对钢屋架整体焊接还规定要间断轮流焊接，开始施焊第一道焊缝时，应先焊点焊的背面，当第一遍焊缝焊好后，再焊点焊缝一面，轮流焊直到设计高度。点焊高度不得超过焊高的2/3。
2.选择合理的焊接规范
为尽量减少焊件受热范围，根据构件的实际情况，必要时可采用较小直径焊条和较小的焊接电流进行焊接，以达到减少焊后残余应力的目的。
3.预热法
焊前将焊件整体或一部分加热，使其能缓慢、均匀地冷却，这是在中、高碳钢、合金钢铸铁等焊接时经常采用的有效措施。钢的预热温度一般为150-350℃。通常，预热温度越高减少焊接应力的效果也越好。另外通过预热，降低了焊缝金属和母材热影响区的冷却速度，同时也降低了收缩应力。
4.加热“减应区”
这是近年来推行的减少应力的方法。焊前对焊件适当部分进行局部加热，使焊区的金属在焊后可以自由收缩。这样可使整个焊件尽可能地均匀冷却和收缩，焊后的应力就可以大大减小。对于焊件上的被加热的部分称为减应区。这种方法的实质是减少焊接区与焊件上阻碍焊接区自由收缩部分(即减应区)之间的温度差。
5.间断焊接法
为减少对焊件的加热程度，减少加热范围，可根据结构具体情况，以间断的方式进行焊接。例如：在对铸铁进行电弧冷焊时，每次只焊一段很短的焊缝，让其冷却到不烫手时再焊下一段，直至全部焊完工作缝。这样焊接区附近的金属始终处在“冷态”中，可减少焊接应力。
6.设计时采取措施减小和消除焊接应力
(1)尽量减少焊缝的数量和尺寸；
(2)避免焊接过分集中，焊缝间应保持足够的距离；
(3)在残余应力为拉应力的区域内，应避免几何不连续性，以免内应力在该处进一步提高；
(4)采用刚性较小的接头形式。如用翻边连接代替插入式管连接，降低焊缝约束度。
7.焊后热处理(消除应力退火)对焊接结构的整体或局部进行退火是消除应力的有效手段，可以使焊接残余应力松弛，防止焊接部位的脆性破坏。热处理如果引起组织和晶粒尺寸变化，可能给工件带来有害影响。因此，消除应力热处理通常是在临界温度以下进行。
8.锤击焊缝法：用手锤和风锤敲击焊缝金属，减少焊接应力。敲击时必须均匀，锤击最好在热状态下进行，但要注意不能在金属的兰脆温度下锤击。
实际生产中减小和消除内应力的方法很多，上述仅仅是其中主要几种，生产中往往是几种方法联合使用，达到最好的控制效果，从而保证焊接质量。

天地行008 · 发表于 2010-5-25 02:17:12

烧，拿个火枪吹一吹——退火；随手拿个榔头槌槌——敲击
都只是单件呦

nel1982 · 发表于 2010-5-25 09:43:47

退火、时效处理、震动敲击等，针对不同的零件采用不同的方法，灵活运用。

trues2006 · 发表于 2010-5-25 23:30:55

我们是做结构钢（直径约7mm）焊接的，我们的祛除应力的做法是放在烤箱（80~180度）烤上2H左右；效果很不错的！消除后进行校正处理，基本上不反弹；
另外，焊接的结构钢要进行预热；

johnzhong · 发表于 2010-5-26 13:00:50

本帖最后由 johnzhong 于 2010-5-26 14:30 编辑

1. 用手锤和风锤敲击焊缝金属，减少焊接应力。
2. 喷丸去应力，shotbalst
3。铸件时效处理

hillabc · 发表于 2010-5-28 16:28:24

1.退火
2.敲打
這因該是最真實了~~

BTICJS · 发表于 2010-5-29 14:17:45

1.退火
2.敲打
3.时效处理
4.根据产品要求:局部或整体

bsj007 · 发表于 2010-5-29 20:50:52

焊接时局部不均匀的热输入是产生焊接应力与变形的决定因素。而热输入是通过材料因素、制造因素和结构因素所构成的内拘束度和外拘束度而影响热源周围的金属运动，最终形成焊接应力的变形。材料因素主要为材料特性、热物理常数及力学性能（热膨胀系数α=f（t），弹性模量E=f（T），屈服强度σs= f（T），σs（T）=0的温度，Tk或称“力学熔化温度”以及相变等），在焊接温度场中，这些特性呈现出决定热源周围金属运动的内拘束度。制造因素（工艺措施、夹持状态）和结构因素（构件形状、厚度及刚性等）则更多地影响着热源金属的外拘束度。随焊接热过程二变化的内应力场和构件变形，称为焊接瞬态应力与变化。而焊后，在室温条件下残留于构件中的内应力场和宏观变化，称为焊接残余应力与焊接残余变形。由于焊接应力和变形问题的复杂性，在工程实践中往往采用试验测试与理论分析和数值计算相结合的方法来掌握其规律，以期能达到预测控制和调整焊接应力与变形的目的。　　（2）工艺措施及剖析　　根据多年的实际经验和理论分析结果，不管哪种形式的底板，在焊接工艺上采取的工艺措施大致相同，其主要措施有：　　① 先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行。　　② 中心板和内环板之间的焊缝，可由数名焊工均布对称施焊，并可同时进行。　　③ 内环板与外环板的搭接焊缝暂时不焊，留待底层壁板与内环板角焊缝施焊完毕后在进行焊接。　　其防焊接应力与变形的主要原理要点是：　　① 焊接后自由收缩　　② 减少焊接区与整体结构之间的温差　　③ 使焊接应力尽量减少并均匀布置

BJDWL001 · 发表于 2010-5-29 20:52:44

焊后消除应力处理：
1、整体热处理：消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度，保温20~40h，可基本消除全部残余应力。
另外还有爆炸消除应力。
2、局部热处理：大型焊接结构，受加热炉的限制或要求不高时采用这种方法。可采用火焰、红外、电阻、感应等加热方式，应保持均匀加热并具有一定的加热宽度。低合金高强钢，一般在焊缝两侧各100~200mm。
3、机械拉伸、水压试验、温差拉伸、振动法等这几种方法只能消除20~50%的残余应力，前两种方法在生产上广泛应用。

三维001 · 发表于 2010-5-29 20:59:40

方法一、正火处理。二、焊完后退火三、两面同进度焊

布加迪威龙 · 发表于 2010-5-29 21:07:00

本帖最后由布加迪威龙于 2010-5-29 21:09 编辑

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。
采用去应力退火进行人工时效处理

BJDWL002 · 发表于 2010-5-29 21:12:15

焊接应力产生原因：焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀的加热，是产生焊接应力和变形的根本原因。减少办法：1、合理设计焊接构件在保证结构有足够承载能力情况下，尽量减少焊缝数量、焊缝长度及焊缝截面积；要使结构中所有焊缝尽量处于对称位置。厚大件焊接时，应开两面坡口进行焊接，避免焊缝交叉或密集。尽量采用大尺寸板料及合适的形钢或冲压件代替板材拼焊，以减少焊缝数量，减少变形。2、采取必要的技术措施（1）反变形法反变形法指经过计算或凭实际经验预先判断焊后的变形大小和方向，或焊前进行装配时，将焊件安置在与焊接变形方向相反的位置。或在焊前使工件反方向变形，以抵消焊接后所发生的变形。（2）加裕量法加裕量法是焊前对焊件加放0．1％-0．2％的收缩量，以补充焊后的收缩。（3）刚性夹持法刚性夹持法是采用夹具或点焊固定等手段来约束焊接变形。此种方法能有效防止角变形和薄板结构的波浪形变形。刚性夹持法只能适用于塑性较好的一些焊接材料，且焊后应迅速退火处理以消除内应力，对塑性差的材料，如淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，否则，焊后易产生裂纹。（4）选择合理的焊接顺序合理选择焊接顺序能大大减小变形。如构件的对称两侧都有焊缝，应该设法使两侧焊缝的收缩量能互相抵消或减弱。

antitech · 发表于 2010-5-30 10:44:08

有好多的方法啊，加热保温、锤锤都可以的

daguan · 发表于 2010-5-30 21:31:58

一般的材料采用锤击、后热缓冷邓措施基本能达到效果，但对于冷裂倾向大的拘束焊缝采用传统的土办法难以达到理想效果，亦采用焊前预热、焊后热处理及超声波冲击等措施。

zsc19751013 · 发表于 2010-7-18 06:57:36

炉内、炉外进行退火处理
现在焊接过程中的应用比较多的层间振动效应
焊接后现在还有使用振动仪的最终振动消除应力

ARXU · 发表于 2010-7-31 01:38:16

对于消除应力方法，大体上有两种，即热时效和振动时效，热时效效果好，振动时效虽简单，但效果怎样目前还未能准确评估。

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