焊后消除应力热处理的温度

焊后消除应力热处理的温度
焊后消除应力热处理的温度

焊后消除应力热处理的

温度

Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

焊后消除应力热处理的温度

B1.1对于碳素钢、低合金钢的焊接件,焊后消除应力热处理的温度为600-650℃,且不应高于材料最终回火温度。

B1.2奥氏体钢焊接件焊后不进行消除应力热处理,当有特殊要求时热处理温度应不低于850℃。

B2焊后消除应力热处理的保温时间。

焊后消除应力热处理保温时间按焊缝厚度每毫米保温确定,但最短不少于30min。

B3降低加热温度的条件

按Bl规定的温度保温有困难时,允许按表Bl的规定降温进行。

表B1

最低保温温度,℃ 570 540 510 480

应增加保温时间的倍数 2 3 5 10

B4焊接件装炉和出炉时的炉温

焊接件装炉和出炉时的炉温应低于400℃。

B5加热和冷却速度

温度在400℃以上时,焊接件的加热速度及冷却速度应按下式计算:a. 加热时v1≤220×25/(S),且50≤v1≤220………………(B1)

式中,V1----加热速度,℃/h;

S-----焊接部位最大厚度,mm。

b. 冷却时v2≤275×25/(S),且50≤v2≤275………………(B2)

式中:V2---冷却速度,℃/h。

B6焊接件上的温差

B6.1在保温过程中,焊接件的整体温差应不大于80℃。

B6.2在加热及冷却过程中,焊接件在4500mn范围内的温差应不大于130℃。

B7大型焊接件炉内分段热处理

大型焊接件的焊后热处理允许在炉内分段进行。分段热处理时,其重复热处理的长度应不小于1500mm,炉外部分纵向温度梯度应为距炉门(RS)[](R为焊接件截面最大尺寸之半,mm;S为材料厚度,mm)处的温度不低于加热温度之半。

B8大型圆简形焊接件的局部热处理

对大型圆简形焊接件的整圈环缝,允许采用局部热处理。并应符合以下要求:

a.加热区宽度为每侧不小于从焊缝最大宽度外侧三倍板厚;

b.加热区以外部分纵向温度梯度应为距焊缝边缘(RS)[]处的温度不低于加热温度之半;

c.不允许用火焰作为加热源进行局部热处理。

焊接件焊后消除焊接应力,应采取如下方法:

1??整体高温回火。将焊件整体放入加热炉中,加热至一定温度,碳钢加热到600--650℃,奥氏体不锈钢加热到850℃以上,保温一定时间(一般每毫米厚5分钟,不少于一小时),然后在空气中缓慢冷却。此法可消除焊接应力的80--90%。

2??局部高温回火。对焊件焊接应力大的部分局部加热,然后缓慢冷却,消除一部分焊接应力。

3??低温处理消除焊接应力。在焊件上进行不均匀加热,造成适当的温度差,使焊缝区产生拉力变形,从而消除一部分焊接应力。

4??整体结构加载法。把焊成的钢结构根据实际情况,整体加载荷,使内部应力接近屈服强度,然后卸载,达到部分消除应力的目的。

5??一些小件还可以用锤击的方法消除焊接应力。

压力容器焊接应力的消除(谷风资料)

压力容器焊接应力的消除 前言 压力容器是工业生产过程中必不可少的重要设备,它广泛应用于化工、炼油、机械、动力、核能以及运输等工业部门。随着工业不断发展, 压力容器的操作条件越来越苛刻,压力从高真空到几万个大气压,温度从超低温到几千度,尺寸也越来越大,某反应堆容器内径达6m多,结构也越采越复杂。同时,压力容器所处理的介质往往又是易燃易爆或有毒的,一旦发生事故,将给国家财产和人民生命带来不可估量的损失。所以加强压力容器的制造质量控制是非常必要的。 1、焊接应力产生的机理及危害 压力容器制造中,焊接和热处理是制造工艺中的关键工序。在焊接过程中,存在着三种附加的内应力,即焊接接头各部位受热及冷却速度不同产生的热应力;金相组织变化产生的组织应力和施焊时容器结构本身的约束产生的拘束应力.如果焊接工艺控制不当,这些应力过大将导致裂纹萌生。另外,由于材料的冷热加工成型工艺不当,将使受压部件韵成型尺寸超差,若 再采用强制组装焊接的方法,还将引起附加的强制组装应力。这些应力在一定条件下,影响着焊接结构的性能。同时,对于某些结构件,所采用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺的不同,往往会引起焊接时产生轻微的空冷硬化现象.如效果。 据报导,美国1984年发生的一起单乙醇胺(MEA)吸收器容器焊接接头破坏事故,导致17人死亡,财产损失超过一亿美元。该容器为圆筒形,直径为

2.6m,长度为16M,壁厚为25.4mm,是按照美国机械工程师学会(ASME) 规程中的部分规定设计制造的,该容器主要充装丙烷和硫化氢,工作温度为37.8'C,内压为10PMa。据198S年发表的研究报告中公布的结果,其中一个原因就是因为该容器焊后来经热处理(这是因为ASME规程中没有规定),结果,焊接热影响区存在潜在的对裂缝敏感的冶金组织、硬度变化和残余应力,三种因素在不同化学介质和操作温度下,共同产生不同类型的、由使用诱发的裂缝。该报告的建议中提出必须对可能产生热影响区硬化的焊接接头进行预热和焊后热处理,使将来出现问题的几率减到最小。由此可见,焊后残余应力的消除是至关重要的。 长期以来,传统的消除残余应力方法是采取焊后热处理方法,因为它是改进焊接接头质量的重要方法之一,但并不是唯一的方法。下面对几种方祛加以介绍分析。 2、焊后热处理 焊后热处理,也称消除应力热处理或消除应力退火。这一方法早巳被用来作为提高焊接产品质量的手段,并在世界各国标准和技术规程里作了具体规定。然而对此使用的术语并不统一;以前一般称之为退火,近十年来,“焊后热处理的叫法巳在世界上得到确认。焊后热处理可分为整体焊后热处理和局部焊后热处理。 2.1 整体焊后热处理 整体焊后热处理分为整体炉内焊后热处理和整体炉外焊后热处理。 2.1.1 整体炉内焊后热处理 当条件许可时,可将整个容器放入加热炉内进行整体热处理。一般采说,

减小焊接残余应力的措施

减小焊接残余应力的措施 【摘要】焊接残余应力在不同程度上影响着焊接结构的各种性能,因此,有必要采取各种措施减小和消除残余应力,本文将分别讨论消除焊接残余应力的措施。 【关键词】残余应力;振动时效;钢结构 1 在焊接过程中调节内力 在焊接过程中采用一些简易可行的工艺措施,可以有效地调节内应力的大小和分布,使峰值残余应力下降,使残余应力分布更为合理[1]。这些措施不但可以降低残余应力,有时也可以降低焊接过程中的应力,有利于防止焊接裂纹的产生,提高焊接构件的强度。主要通过以下几个措施来进行。 (1)采用合理的焊接顺序:在焊接位置和顺序的安排上,尽量使焊缝在焊接过程中能得到自由收缩,并应先焊收缩量比较大的焊缝。根据这个原则,对大多数的焊接结构而言,一般先焊横向焊缝,因为在许多结构中,横向焊缝的条数较多,且收缩量也较大。 (2)减小接头刚度:对于一些封闭焊缝和厚大工件,可以采用减小接头刚度的方法来达到。减小接头刚度的目的,在于使焊缝能获得足够的自由收缩,使残余应力减小。 (3)采用加热减应区法:这种方法的基本原理就是在构件适当部位加热,加热区的热仲长带动焊接部位产生与焊缝收缩方向相反的变形,随后进行焊接。当焊完冷却时,加热减应区的收缩和焊缝的收缩方向相同,即焊缝可获得一定程度的自由收缩,致使残余应力减小。利用这种方法可以焊接一些刚性较大的焊接件。 2 机械拉伸法降低残余应力 钢构件的内应力当σ1=σs时,在外载的作用下产生拉应力区产生拉伸塑性变形,它的方向与焊接时产生的压缩塑性变形方向相反。显然,加载应力越高,压缩塑性变形被抵消得就越多,残余应力消除得越彻底。机械拉伸法消除残余应力对于由塑性较好的金属材料焊制的容器具有特殊的意义。对于这种焊接容器,机械拉伸不需专门设置拉伸装置,可通过焊后的液压试验来达到。 3 焊后热处理 焊后热处理是将焊接构件整体或局部均匀加热到某一合适的温度,在该温度下保持预定的时间,然后使其均匀冷却到室温。在以消除残余应力的热处理中,对残余应力影响的因素有:热处理温度、保温时间、加热和冷却速度、加热方法

热处理应力及其影响

热处理应力及其影响热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状, ;尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时, ;便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。 一、钢的热处理应力工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀, ;工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压

应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状,材料的化学成分等因素有关。实践证明,任何工件在热处理过程中, ;只要有相变,热应力和组织应力都会发生。 ;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果, ;就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。 ;组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。 二、热处理应力对淬火裂纹的影响存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内( ;尤其是在最大拉应力下)才会表现出来,;若在压应力场内并无促裂作用。淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的,通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑

热处理--消除焊接应力

1总则 1.1本守则适用于本公司碳素钢及低合金钢压力容器及受压元件的焊后热处理。 1.2本守则规定了钢制压力容器热处理通用工艺要求,具体实施应按图纸设计的要求和专业工艺文件的规定执行。 2要求 2.1人员及职责 2.1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格,取得上岗证,方可进行焊后热处理操作。 2.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制,热处理责任工程师审核。 2.1.3 热处理操作人员应严格按照焊后热处理工艺进行操作,并认真填写原始操作记录。 2.2 设备及装置 2.2.1能满足焊后热处理工艺要求; 2.2.2在焊后热处理过程中,对被加热件无有害的影响; 2.2.3 能保证被加热件加热部分均匀热透; 2.2.4能够准确地测量和控制温度; 2.2.5在整个热处理过程中应当连续记录; 2.2.6炉外加热时,热电偶的布置应满足工艺标准的要求; 2.2.7被加热件经焊后热处理之后,其变形能满足设计及使用要求。 3焊后热处理方法 3.1炉内热处理 3.1.1 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法,其热处理炉应满足GB9452的有关规定。3.1.2 被加热件应整齐地安置于炉内的有效加热区内,并保证炉内热量均匀、流通。在火焰炉内热处理时应避免火焰直接喷射到工件上。 3.1.3为了防止拘束应力及变形,对薄壁大直径容器,内部应加支撑。卧式容器底部应放鞍式支座,支座间距不大于2米且底部应垫平。 3.1.4有密封面和有高精度螺孔的部位应加以保护,可用机油和石墨粉膏剂涂于被保护面,然后用石棉布包扎。

3.2分段热处理 焊后热处理允许在炉内分段进行。对于超出炉子长度需要分段热处理的大件,其重复加热长度应不小于1.5米;露在炉外靠近炉门处应采取合适的保温措施,保温长度不得小于1米。 3.3炉外热处理 产品整体炉外热处理热处理时,在满足2.2的基础上,还应注意: a)考虑气候变化,以及停电等因素对热处理带来的不利影响及应急措施; b)应采取必要的措施,保证被加热件温度的均匀稳定,避免被加热件、支撑结构、底座等因热胀冷缩而产生拘束应力及变形 3.4局部热处理 3.4.1 B、C、D类焊接接头,球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位,允许采用局部热处理方法。 3.4.2局部热处理时,焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δs的2倍(δs为焊接接头处钢材厚度);接管与壳体相焊时加热宽度不得小于钢材厚度δs的6倍。 3.4.3靠近加热区的部位应采取保温措施,使温度梯度不致影响材料的组织和性能。 4热处理工艺规范 4.1工件装炉温度和出炉温度应低于400℃。但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件,其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300℃。 4.2 焊件升温至400℃后,加热区升温速度不得超过(5000/δs)℃/h,且不得超过200℃/h,最小可为50℃/h。 4.3 升温时,加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120℃。 4.4 保温时,加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。 4.5 升温保温期间,应控制加热区气氛,防止焊件表面过度氧化。 4.6 炉温高于400℃时,加热区降温速度不得超过(6500/δs)℃/h,且不得超过260℃/h,最小可为50℃/h. 4.7 焊件按出炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却。 4.8 常用钢号推荐的焊后热处理保温温度和保温时间见表1

消除应力热处理作业指导书

消除应力热处理作业指导书 1.范围 1.1 本守则规定了膨胀节产品的消除应力热处理基本程序和要求。 1.2 本守则适用于膨胀节压制简体和成形的膨胀节消除应力热处理工序。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款,通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本,凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用本规程。 质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》 GBl50-1998《钢制压力容器》 JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接工艺规程》 GBl6749《压力容器波形膨胀节》 3.工艺规范 3.1 工艺曲线 3.2 常用材料消除应力热处理温度及保温时间参见相关材料标准的推荐温度。 3.3 焊件进炉时炉内温度不得高于400℃。焊件出炉时,炉温不得高于400℃,出炉后应在静止的空气中冷却。 3.4 升温速度最大不得超过PWHT 5000 δ℃/h ,且不得超过200℃/h ,最小可为50℃/h 。降温速度最大不 得超过PWHT 6000 δ℃/h ,且不得超过260℃/h ,最小可为50℃/h 。 4.工艺操作 4.1 消除应力热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后,于压制成形或在压力试验前进行。奥氏体不锈钢压制的波纹管、膨胀节一般不进行焊后消除应力热处理,工艺或客

户有特殊要求的按工艺处编制的热处理工艺卡执行。 4.2 消除应力热处理应尽可能采取整体热处理。 4.3 装炉时,工件距炉门不得小于****毫米,距炉墙不得小于****毫米,加热炉对炉温应能控制,对工件不得产生过度氧化和有害影响。 4.4 装炉时需要将工件垫平、垫稳。工件之间保持一定距离,不要靠紧。若需垛装时,上下工件之间要用垫板垫起。垫板厚度要大于*******毫米,上下垫板必须平行对正。 4.5 对于直径较大、壁厚较薄的筒体,内部没有支承圈或固定塔板时,应适当在内部支承,以防加热时变形。 4.6 产品焊接试板应随同工件同炉热处理,试板须放在能代表工件的适当位置。试板应有钢印标记,经核对并经检查员认可。 4.7 焊件升温期间,加热区内任意长度为*******毫米内的温差不得大于*****℃。焊件保温期间,加热区内最高与最低温度之差不宜大于*****℃。升温和保温期间应控制加热区气氛,防止焊件表面过度氧化。 5. 测温与记录 5.1 热处理炉应配有自动记录温度时间曲线的测温仪表。 5.2 热电偶应安装在能反映工件实际温度的适当位置。补偿导线的线径及长度要合适,并经常检查热电偶的老化情况。 5.3 测温仪表和热电偶必须定期检定,保证合格准确。 5.4 工件热处理曲线记录和检验记录应存档保管,且保存不得少于***年。

焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别

焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 后热处理(PWHT)工艺是指焊接工作完成后,将焊件加热到一定的温度,保温一定的时间,使焊件缓慢冷却下来,以改善焊接接头的金相组织和性能或消除残余应力的一种焊接热处理工艺。焊后热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,这些过程相互衔接,不可间断。广义的焊后热处理包括下列各类热处理:消除应力;完全退火;固溶强化热处理;正火;正火加回火;淬火加回火;回火;低温消除应力;析出热处理等;另外,在避免焊接区急速冷却或者是去氢的处理方法中,采取后热处理也是焊后热处理的一种。 焊后热处理可采取炉内热处理,整体炉外热处理或局部热处理的方法进行。 焊后热处理 1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布,焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的,所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。 消除残余应力的最通用的方法是高温回火,即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间,利用材料在高温下屈服极限的降低,使内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少,塑性变形逐渐增加而使应力降低。焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。焊后热

处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。 2、热处理方法的选择焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,需要细化晶粒,故采用正火处理。然而单一的正火不能消除残余应力,故需再加高温回火以消除应力。单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接,其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。绝大多数场合是选用单一的高温回火。热处理的加热和冷却不宜过快,力求内外壁均匀。 3、焊后热处理的加热方法⑴感应加热。钢材在交变磁场中产生感应电势,因涡流和磁滞的作用使钢材发热,即感应加热。现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。 ⑵辐射加热。辐射加热由热源把热量辐射到金属表面,再由金属表面把热量向其他方向传导。所以,辐射加热时金属内外壁温度差别大,其加热效果较感应加热为差。辐射加热常用火焰加热法、电阻炉加热法、红外线加热法。 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。

消除残余应力的方法

消除残余应力的方法(金属)——时效处理 消除残余应力的方法(金属)——时效处理 金属工件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中都会产生残余应力,残余应力值高者(单位为Pa)在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度、降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除工件的残余应力就十分必要了,特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的,由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。 目前的针对残余应力的不同处理方法有:自然时效方法和人工时效方法(包括热处理时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效) 1、自然时效——适合:热应力(铸造锻造过程中产生的残余应力)冷应力(机械加工过程中产生的残余应力)焊接应力(焊接过程中产生的应力) 自然时效是最古老的时效方法。它是把构件露天放置于室外,依靠大自然的力量,经过几个月至几年的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变化,给构件多次造成反复的温度应力。再温度应力形成的过载下,促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。 自然时效降低的残余应力不大,但对工件尺寸稳定性很好,原因是工件经过长时间的放置,石墨尖端及其他线缺陷尖端附近产生应力集中,发生了塑性变形,松弛了应力,同时也强化了这部分基体,于是该处的松弛刚度也提高了,增加了这部分材质的抗变形能力,自然时效降低了少量残余应力,却提高了构件的松弛刚度,对构件的尺寸稳定性较好,方法简单易行,但生产周期长.占用场地大,不易管理,不能及时发现构件内的缺陷,已逐渐被淘汰。 2、热处理时效——适合:热应力(铸造锻造过程中产生的残余应力)冷应力(机械加工过程中产生的残余应力)焊接应力(焊接过程中产生的应力) 热时效处理是传统的消除残余应力方法。它是将构件由室温缓慢,均匀加热至550℃左右,保温4-8小时,再严格控制降温速度至150℃以下出炉。 热时效工艺要求是严格的,如要求炉内温差不大于±25℃,升温速度不大于50℃/小时,降温速度不大于20℃/小时。炉内最高温度不许超过570℃,保温时间也不易过长,如果温度高于570℃,保温时间过长,会引起石墨化,构件强度降低。如果升温速度过快,构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁处快的多,构件各部分的温差急剧增大,会造成附加温度应力。如果附加应力与构件本身的残余应力叠加超过强度极限,就会造成构件开裂。 热时效如果降温不当,会使时效效果大为降低,甚至产生与原残余应力相同的温度应力(二次应力、应力叠加),并残留在构件中,从而破坏了已取得的热

去应力和完全退火工艺

去应力和完全退火工艺-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

钢的退火工艺完全退火去应力退火工艺曲线及操作规程 退火是将钢材或各种金属机械零件加热到适当温度,保温一段时间,然后缓慢冷却,可以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。在机械制造行业,退火通常作为工件制造加工过程中的预备热处理工序。 一. 完全退火 完全退火是将钢件或各种机械零件加热到临界点Ac3以上的适当温度、在炉内保温缓慢逐渐冷却的工艺方法。其目的是为了细化组织、降低硬度、改善机械切削加工性能及去除内应力。 完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸钢件、焊接件、轧制件等。 完全退火工艺曲线见图1.1。 1. 工件装炉:一般中、小件均可直接装入退火温度的炉内,亦可低温装炉,随炉升温。 2. 保温时间:保温时间是指从炉子仪表到达规定退火加热温度开始计算至工件在炉内停止加热开始降温时的全部时间。工件堆装时,主要根据装炉情况估定,一般取2~3h。 3. 工件冷却:保温完成后,一般停电(火),停止加热,关闭炉门逐渐缓冷至500℃即可出炉空冷。对某些合金元素含量较高、按上述方式冷却后硬度仍然偏高的工件,可采用等温冷却方法,即在650℃附近保温2~4h后再炉冷至500℃。 二. 去应力退火 去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度,保温一定时间后逐渐缓慢冷却的工艺方法。其目的是为了去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力。 1. 去应力退火工艺曲线见图1-3。

2. 不同的工件去应力退火工艺参数见表C。 3. 去应力退火的温度,一般应比最后一次回火温度低20~30℃,以免降低硬度及力学性能。 4. 对薄壁工件、易变形的焊接件,退火温度应低于下限。 5. 低温时效用于工件的半加工之后(如粗加工或第一次精加工之后),一般采用较低的温度。 表C 去应力退火工艺及低温时效工艺 类别加热速度加热温 度 保温时 间/h 冷却时间 焊接件 ≤300℃装炉 ≤100~150℃/h 500- 550 2-4炉冷至300℃出炉空冷 消除加工应力到温装炉400- 550 2-4炉冷或空冷 高精轴套、膛杆(38CrMoAlA)≤200℃装炉 ≤80℃/h 600- 650 10-12 炉冷至200℃出炉 (在350℃以上冷速 ≤50℃/h) 精密丝杠(T10)≤200℃装炉 ≤80℃/h 550- 600 10-12 炉冷至200℃出炉 (在350℃以上冷速 ≤50℃/h) 主轴、一般丝杠(45、40Cr)随炉升温 550- 600 6-8炉冷至200℃出炉 量检具、精密丝杠 (T8、T10、CrMn、 GCr15)随炉升温 130- 180 12-16 空冷 (时效最好在油浴中进 行)

焊前预热与焊后热处理的重要性

焊前预热与焊后热处理的重要性 焊前预热 焊前预热及焊后热处理对于保证焊接质量非常重要。重要构件的焊接、合金钢的焊接及厚部件的焊接,都要求在焊前必须预热。焊前预热的主要作用如下:(1)预热能减缓焊后的冷却速度,有利于焊缝金属中扩散氢的逸出,避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度,提高了焊接接头的抗裂性。 (2)预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热,可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差(也称为温度梯度)。这样,一方面降低了焊接应力,另一方面,降低了焊接应变速率,有利于避免产生焊接裂纹。 (3)预热可以降低焊接结构的拘束度,对降低角接接头的拘束度尤为明显,随着预热温度的提高,裂纹发生率下降。 预热温度和层间温度的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关,还与焊接结构的刚性、焊接方法、环境温度等有关,应综合考虑这些因素后确定。另外,预热温度在钢材板厚方向的均匀性和在焊缝区域的均匀性,对降低焊接应力有着重要的影响。局部预热的宽度,应根据被焊工件的拘束度情况而定,一般应为焊缝区周围各三倍壁厚,且不得少于150-200毫米。如果预热不均匀,不但不减少焊接应力,反而会出现增大焊接应力的情况。 2焊后热处理 焊后热处理的目的有三个:消氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。

焊后消氢处理,是指在焊接完成以后,焊缝尚未冷却至100℃以下时,进行的低温热处理。一般规范为加热到200~350℃,保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出,对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。 在焊接过程中,由于加热和冷却的不均匀性,以及构件本身产生拘束或外加拘束,在焊接工作结束后,在构件中总会产生焊接应力。焊接应力在构件中的存在,会降低焊接接头区的实际承载能力,产生塑性变形,严重时,还会导致构件的破坏。 消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下,其屈服强度下降,来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种:一是整体高温回火,即把焊件整体放入加热炉内,缓慢加热到一定温度,然后保温一段时间,最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火,即只对焊缝及其附近区域进行加热,然后缓慢冷却,降低焊接应力的峰值,使应力分布比较平缓,起到部分消除焊接应力的目的。 有些合金钢材料在焊接以后,其焊接接头会出现淬硬组织,使材料的机械性能变坏。此外,这种淬硬组织在焊接应力及氢的作用下,可能导致接头的破坏。如果经过热处理以后,接头的金相组织得到改善,提高了焊接接头的塑性、韧性,从而改善了焊接接头的综合机械性能。

焊接中防止变形和减少内应力的方法

在农机修理中焊接是非常重要的一种方法,但是如果焊接不好就会产生变形和内应力,甚至焊后的零件无法使用而报废。 一、减少内应力的方法 1.锤打和锻冶——机械法 当焊修较长的裂缝和堆焊层,需要以一端连续焊到另一端时,在焊修进行中,趁着焊缝和堆焊层在炽热的状态下,用手锤敲打,这样可以减少焊缝的收缩和减少内应力。敲打时,焊修金属温度800℃时效果最好。若温度下降,敲打力也随之减小。温度过低,在300℃左右就不允许敲打了,以免发生裂纹。锻冶方法的道理与上述基本一致,不同的是要把焊件全部加热后再敲打。 2.预热和缓冷——热力法 此种方法就是焊修前将需焊的工件放在炉内,加热到一定的温度(100~600℃),在焊接过程中要防止加热后的工件急剧冷却。这样处理的目的是降低焊修部分温度和基体金属温度的差值,从而减少内应力。缓冷的方法是将焊接后的工件加热到600℃,放到退火炉中慢慢地冷却。3.“先破后立”法 铸铁件用普通碳素钢焊条焊接时,很容易产生裂纹,用铸铁焊条又不经济。现介绍一种“先破后立”用碳素钢焊条焊接的方法:先沿焊缝用小电流切割,注意只开槽而不切透,然后趁热焊接。由于切割时消除了裂纹周围局部应力,不会产生新裂纹,焊接效果很好。 在焊接过程中减少内应力有以上三种方法,现举例如下:铸铁泵壳裂缝的焊接。 (1)在裂缝的两端点钻止裂孔(φ10mm),以防焊接中裂缝进一步向外扩展。 (2)用手动磨光机在裂缝的位置开坡口,坡口顶宽8~9mm,略成V字形,深32mm(此泵泵壳壁厚为40mm),使得能够焊入电焊液。 (3)焊接为手工焊,采用φ3.2mm专用铸铁电焊条,使用直流电焊机,反接,电流为150A,实施间断焊,即每焊长15~20mm电焊缝,停等片

焊接应力与变形试题

第一章焊接应力和变形 一、判断题(在题末括号内,对的画√,错的画×) 1、焊接接头在焊接热循环过程中,形成拉伸应力应变,并随温度降低而降低。() 2、焊缝的纵向收缩量,随焊缝的长度、焊缝熔敷金属截面积的增加而增加,随焊件截面积的增加而减小。() 3、同样厚度的焊件,一次就填满焊缝时产生的纵向收缩量比多层焊大。() 4、横向收缩量随焊接热输入的提高而增加,随板厚的增加而减小。() 5、挠度f 是指焊件在焊后的中心轴偏离焊件原始中心轴的最大距离。() 6、焊缝纵向收缩量随焊缝及其两侧的压缩塑性变形区的面积和焊件长度的增加而增加。() 7、焊接对接接头的横向收缩量比较大。() 8、当焊缝不在焊件截面中性轴上时,只有纵向收缩才能引起挠曲变形。() 9、同样的板厚和坡口形式,多层焊要比单层焊角变形大,焊接层数越多,角变形越大。() 10、不同的焊接顺序焊后将产生不同的变形量,如焊缝不对称时,应先焊焊缝少的一侧,这样可以减小整个焊件的焊接变形。() 11、火焰校正角变形时,采用正面线状热源,背面跟踪水冷的效果最好。() 12、火焰校正横向收缩变形时,采用正面线状热源加热,同时再配以正面跟踪水冷的效果最好。() 13、采用火焰加热与水冷却联合校正时,要在受加热的钢材没失去红热态前浇水。() 14、角焊缝的纵向收缩量,与角焊缝横截面积有关,与焊接接头总横截面无关。() 15、铝比钢的导热率和线膨胀系数大,所以,铝的横向收缩量也较大。() 16、角焊缝与对接焊缝相比,其横向收缩量大。() 17、角变形是焊接过程中焊接区内沿板材厚度方向不均匀的纵向收缩而引起的回转变形()

18、角变形是由于坡口形状不对称,是纵向收缩在厚度方向上分布不均匀造成的。() 19、坡口角度对角变形影响很大。() 20、焊缝截面形状对角变形量的影响不大。() 21、T型接头角焊缝所引起的角变形,主要取决于焊角尺寸大小,与焊件厚度无关。() 22、偏离焊件截面中性轴的纵向焊缝,只能引起焊件的纵向收缩,不会引起弯曲变形。() 23、工字梁的弯曲变形,与焊件的长度成正比,与焊缝距中性轴的偏心距成反比。() 24、工字梁的弯曲变形,与焊件截面惯性距成正比,与材料的弹性模量成反比。() 25、为减小波浪变形,可采取措施:降低焊接压应力和降低临界应力。() 26、焊前装配不良,在焊接过程中会产生错边变形。() 27、焊接接头两侧金属受热不平衡是产生错边的主要原因。() 28、扭曲变形是由于焊件装配不良,施焊顺序或方向不当,使焊缝纵向或横向收缩变形或角变形产生不均匀、不对称而引起的。() 29、焊缝在焊件中的不对称布置,容易引起角变形。() 30、焊接接头重心与焊件截面重心不重合,容易引起角变形。() 31、焊缝在焊件中的对称布置,不仅引起收缩变形,而且还引起角变形。() 32、焊件抵抗弯曲变形的刚性主要取决焊件的截面积。() 33、非对称布置的焊缝,应先焊焊缝长的一侧,后焊焊缝短的一侧。() 34、焊接过程中采用的热输入越大,产生的热压缩塑性变形也越大,焊接变形也大。() 35、焊件坡口尺寸越大,填充金属越多,变形就越大。() 36、1m 以上的长焊缝,采用从中心向两端焊或逐段跳焊,焊后变形最小。() 37、采用间断角焊缝代替连续角焊缝,可显著的减小纵向弯曲变形。() 38、园筒体纵向焊缝横向收缩引起的直径误差,可通过预留收缩余量法加以克服。

消除焊接件应力的工厂方法

消除焊接件应力的工厂方法 所谓工厂方法,就是立刻见效并且投资很小,极其具备操作性的方法。 某些焊接件,完工后存在极大应力。比如,使用油压机压配合装配的工件,铸钢件,铸铁冷焊件。 消除应力的方法: 1.日光暴晒!在夏天,如果产品不急于赶工,这是个最省钱的办法。头天晚上把工件拖到露天,当中午2点太阳最毒辣的时候,立刻施焊。然后让日光暴晒15天,应力得到基本消除。适用于16Mn之类的结构件和铸钢件,不过弟兄们可就太辛苦啦,需事先预备水壶若干,诸葛行军散少许···,在此先行道乏。 2.敲击!首先用高速钢(报废钻头改,但不是所有钻头都是高速钢的,事先必须查明)磨削一个尖头锤,然后敲击焊缝,标准是每平方厘米至少15点,要敲出坑,切实产生强制变形,才有效果。否则没用。弟兄们偷懒不得啊!此法适用于结构钢件。铸钢件敲击不要太狠了,铸铁件更要轻敲,但点数要增加一倍。 3.使用30度窄坡口!一般坡口都是60度,操作方便,但是焊接时间长,填充金属多,变形大,自然焊接应力就大。使用窄坡口,不仅降低成本(焊条和焊丝价格比钢板贵至少2倍),提高操作速度(弟兄们对于高效率的工艺从来都是欢迎的),而且极大地降低应力。除了薄板和特厚板,都适用。就是对弟兄们的操作技能提出更高要求。只要抓住一条,焊枪摆动时,坡口两端要停留时间足够(其实不超过0.3秒),看到坡口边缘已经熔化并且液态金属产生波纹才向另一侧摆动,就不会产生未熔合。焊道层间打磨时要把熔渣除尽,X光检测保证条条焊缝都是I级片,一个缺陷都不会有。接头要采用冷接法,事先把接头磨削成斜坡状,又美观质量又好。 4.强制加热!如果构件能够预热,后热,应力都能减小。但是,一个拳头大的铸铁件用507焊条热焊都要两把气割枪加热,稍微大一点的铸件就无法有效加热,也就不能用507焊条热焊,而冷焊应力是比较大的。怎么办?作一个10孔加热头就行了。就像猪八戒那个耙子一样。用20号气焊枪一把,其实气割枪火力更大,别用气割枪啊!回火爆炸了不负责啊!把喷嘴取下,用紫铜棒加工一个10孔加热头,图纸回头我上传过来,现在在王霸里边,然后对要焊接的铸件加热,火焰厉害得多!此法适用于铸铁,铸钢件。 心得]铸件、锻件、焊接件残余应力的产生和时效方法 铸件、锻件、焊接件残余应力的产生和时效方法 金属构件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中产生残余应力,高者在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度、降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除构件的残余应力就十分必要了。 一、残余应力的产生 1.铸造应力的产生 (1)热应力 铸件各部分的薄厚是不一样的,如机床床身导轨部分很厚,侧壁.筋板部分较薄,其横向端面如图一所示。铸后,薄壁部分冷却速度快收缩大,而厚壁部分,冷却速度慢,收缩的小。薄壁部分的收缩受到厚壁部分的阻碍,所以薄壁部分受拉力,厚壁部分受压力。因纵向收缩差大,因而产生的拉压也大。这时铸件的温度高,薄厚壁都处于塑性状态,其压应力使厚壁部分变粗,拉应力使薄壁部分变薄,拉压应力,随塑性变形而消失。 铸件逐渐冷却,当薄壁部分进入弹性状态而厚壁部分仍处于塑性时,压应力使厚壁部分产生塑

焊后消除应力处理

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。 焊接后进行去应力处理,有自然时效处理(时间长,去应力不彻底,)、震动时效(效率高,费用低,只能去除焊接应力的70%左右)人工加热时效(时间短费用较高,能100%去除焊接应力,同时能进行去氢处理)。 采用大型燃油退火炉,进行焊后退火处理。采用多点加热、多点温度控制方式,温控采用热电偶自动控制仪表控制加热,使炉内各部温度均匀的控制在退火温度,保证工件的退火,同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子,消除了焊接件的氢脆。 在冷热加工过程中,产生残余应力,高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度,降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛,使零件产生翘曲,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力,是十分必要的。 传统的时效方法有:热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。后两种方法应用较少,这里不作介绍 自然时效(NSR)是将工件长时间露天放置(一般长达六个月至一年左右),利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放,在温度应力形成的过载下,促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。由于周期太长和占地面积大,仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想,目前应用的较少。 热时效(TSR)是将构件由室温(或不高于150℃)缓慢、均匀加热至550℃左右,保温4~8小时,再严格控制降温速度至150℃以下出炉,达到消除残余应力的目的,可以保证加工精度和防止裂纹产生。 振动时效(VSR)又称振动消除应力法,是将工件(包括铸件、锻件、焊接构件等)在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理,以振动的形式给工件施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观或宏观塑性变形,从而降低和均化工件内的残余应力,使尺寸精度获得稳定的一种方法。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。 振动时效艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。与热时效相比,它无需宠大的时效炉,可节省占地面积与昂贵的设备投资。因此,目前对长达几米至几十米和桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件或加工精度要求较高的工件,较多地采用了振动时效。生产周期短。自然时效需经几个月的长期放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完成,而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。使用方便。振动设备体积小、重量轻、便于携带。由于振动处理不受场地限制,振动装置又可携带至现场,所以这种工艺与热时效相比,使用简便,适应性较强。节约能源,降低成本。在工件共振频率下进行时效处理,耗能极少,能源消耗仅为热时效的3~5%,成本仅为热时效的8~10%。其他。振动时效操作简便,易于机械化自动化。可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。是目前唯一能进行二次时效的方法

焊接应力的消除方法

焊接应力的消除方法 1、利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力焊接残余应力产生的根本原因是由于焊缝在冷却过程中的收缩,因此,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。据测定,利用锤击法可使残余应力减少1/2~1/4。锤击焊缝时,构件温度应当维持在100~150℃之间,或在400℃以上,避免在200~300℃之间进行,因为此时金属正处于蓝脆阶段,若锤击焊缝容易造成断裂。 多层焊时,除第一层和最后一层焊缝外,每层都要锤击。第一层不锤击是为了避免产生根部裂纹;最后一层通常焊得很薄,主要是为了消除由于锤击而引起的冷作硬化。 2、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。振动法的优点是设备简单、成本低,时间比较短,没有高温回火时的氧化问题,已在生产上得到一定应用。 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”。利用“加热减应区法”减小焊接应力,关键在于正确选择“减应区”的部位,总的原则是选择那些阻碍焊接区自由膨胀和伸缩的部位。必须注意,焊接区本身绝不能作为减应区的部位,因为那时焊接应力非但不减小,相反还会增加。实际操作时,检验减应区的部位是否选择正确,可用气体火焰在该处加热一下,若焊接缝隙处张开,则表示选择正确。 4、利用降低结构局部刚来控制焊接残余应力构件的刚度增加时,焊后的残余应力将显著加大。因此,在条件许可时,焊前采取一定的工艺措施,将焊接区域的局部刚度降低,能有效地降低焊接残余应力。例如,一圆形封头补焊时,需加一塞块。因封头较厚又是封闭焊缝,所以焊接应力很大,焊后在焊缝中经常发现裂纹。今在靠近焊缝处开两圈缓和槽,降低了接头处的局部刚度,使焊接应力大为降低,有效地防止了裂纹。 5、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。预热法经常用于减小合金钢(奥氏体不锈钢除外)、厚板、刚度大的构件焊接时产生的应力。若构件整体预热有困难时,可采用局部预热,即在焊缝及其两侧不少于80mm处进行加热。因为加热区太窄,会造成新的温差应力。 6、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。 (1)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

热处理应力及其影响

热处理应力及其影响 热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状, ;尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时, ;便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。 一、钢的热处理应力 工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀, ;工件各部位先后相变,造成体积长

大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状,材料的化学成分等因素有关。 实践证明,任何工件在热处理过程中, ;只要有相变,热应力和组织应力都会发生。;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果, ;就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。;组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。 二、热处理应力对淬火裂纹的影响 存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内( ;尤其是在最大拉应力下)才会表现出来, ;若在压应力场内并无促裂作用。 淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的,通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临

关于焊接应力

焊接应力 一、焊接残余应力的分类 1.根据应力性质划分:拉应力、压应力 2.根据引起应力的原因划分:热应力、组织应力、拘束应力 3.根据应力作用方向划分:纵向应力、横向应力、厚度方向应力 4.根据应力在焊接结构中的存在情况划分:单向应力、两向应力、三向应力5.根据内应力的发生和分布范围划分:第一类应力、第二类应力、第三类应力减小焊接残余应力的措施 一般来说,可以从设计和工艺两方面着手: 1.设计措施 ①尽可能减少焊缝数量; ②合理布置焊缝; ③采用刚性较小的接头形式。 2.工艺措施 (1)采用合理的装配和焊接顺序及方向 ①钢板拼接焊缝的焊接; ②同时存在收缩量大和收缩量小的焊缝时,应先焊收缩量大的焊缝; ③对工作时受力较大的焊缝应先焊; ④平面交叉焊缝的焊接。 (2)缩小焊接区与结构整体之间的温差(预热法、冷焊法) (3)加热“减应区”法 (4)降低接头局部的拘束度

(5)锤击焊缝 五、消除焊接残余应力的方法 1.热处理法 热处理法是利用材料在高温下屈服点下降和蠕变现象来达到松驰焊接残余应力的目的,同时热处理还可以改善接头的性能。 (1)整体热处理整体炉内热处理、整体腔内热处理 整体加热热处理消除残余应力的效果取决于热处理温度、保温时间、加热和冷却速度、加热方法和加热范围。保温时间根据板厚确定,一般按每毫米板厚1~2 min计算,但最短不小于30 min,最长不超过3h。 碳钢及中、低合金钢:加热温度为580~680℃; 铸铁:加热温度为600~650℃。 (2)局部热处理 局部热处理只能降低残余应力峰值,不能完全消除残余应力。加热方法有电阻炉加热、火焰加热、感应加热、远红外加热等,消除应力效果与加热区的范围、温度分布有关。 2.加载法 加载法就是通过不同方式在构件上施加一定的拉伸应力,使焊缝及其附近产生拉伸塑性变形,与焊接时在焊缝及其附近所产生的压缩塑性变形相互抵消一部分,达到松驰应力的目的。 (1)机械拉伸法 (2)温差拉伸法 (3)振动法 六、焊接残余应力的测定 目前,测定焊接残余应力的方法主要可归结为两类,即机械方法和物理方法。 1.机械方法 利用机械加工将试件切开或切去一部分,测定由此而释放的弹性应变来推算构件中原有的残余应力。包括切条法、钻孔法和套孔法。 2.物理方法 是非破坏性测定焊接残余应力的方法,常用的有磁性法、超声波法和X射线衍射法。

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