消除焊接残余应力的方法
浅谈焊接残余应力控制措施及消除方法
浅谈焊接残余应力控制措施及消除方法摘要：文章主要阐述了焊接结构在焊接过程中产生的残余应力及应力的消除方法，主要说了焊接残余应力的分布、焊接残余应力施工中的控制、焊后消除焊接应力的方法。
关键词：焊接残余应力控制措施消除方法前言随着焊接技术的迅速发展，在短短的几十年中焊接已是工业技术中的重要方法之一。
如建筑钢结构、压力容器、船舶、车辆等中几乎全部用焊接代替了铆接。
部分过去一直用整铸整锻方法生产的大型毛坯也改成了焊接结构，焊接技术不仅大大减化了生产工艺，而且还降低了很多成本。
但是实际焊接中也存在不少问题，如焊接的内应力、焊接结构的变形、焊接结构的脆性断裂、焊接结构的疲劳强度等都直接影响着焊接的质量。
本文就对焊接残余应力进行具体分析。
一、焊接残余应力的分布在厚度不大（δ<15-20mm）的常规焊接结构中，残余应力基本上是双轴向的，厚度方向上的应力很小。
只有的大厚度的焊接结构中，厚度方向的应力才比较大。
焊接应力分别有焊缝方向的纵向应力、垂直焊缝方向的横向应力和厚度方向的应力。
二、焊接残余应力施工中的控制在焊接过程中采用一些简单的工艺措施往往可以调节内应力，降低残余内应力的峰值，避免在大面积内产生较大的拉应力，并使内应力分布更为合理。
这些措施不但可以降低残余应力，而且也可以降低焊接过程中的内应力。
因此有利于消除焊接裂纹。
现在把这些措施分述于后：1、采用合理的焊接顺序和方向尽量使焊缝能自由收缩，先焊收缩量比较大的焊缝。
如带盖板的双工字钢构件，应先焊盖板的对接焊缝，后焊盖板和工字钢之间的角焊缝，使对接焊缝能自由收缩，从而减少内应力。
先焊工作时受力较大的焊缝，如在工地焊接梁的接头时，应先留出一段翼缘角焊缝最后焊接，先焊受力最大的翼缘对接焊缝，然后焊接腹板对接焊缝，最后再焊接翼缘角焊缝。
这样的焊接次序可以使受力较大的翼缘焊缝预先承受压应力，而腹板则为拉应力。
翼缘角焊缝留在最后焊接，则可使腹板有一定的收缩余地，同时也可以在焊接翼缘板对接焊缝时采取反变形措施，防止产生角变形。
电焊操作中如何进行消除应力和纠正变形
电焊操作中如何进行消除应力和纠正变形电焊是一种常见的金属连接方法，但在焊接过程中，往往会产生应力和变形。
这些问题如果不及时消除和纠正，会对焊接件的质量和性能造成不良影响。
因此，掌握消除应力和纠正变形的方法是电焊操作中的重要技能。
一、应力的产生和影响在电焊过程中，由于高温和冷却速度的不均匀，焊接件会发生热胀冷缩现象，导致应力的产生。
这些应力会引起焊接件的变形，甚至会导致裂纹和变形不可逆的情况。
应力的产生主要有两种情况，一是焊接过程中的热应力，二是焊接后的残余应力。
热应力主要是由于焊接过程中焊缝和母材的温度差异引起的，而残余应力则是由于焊接完成后焊接件冷却过程中产生的。
应力对焊接件的影响是多方面的。
首先，应力会导致焊接件的变形，使其失去设计要求的形状和尺寸。
其次，应力会降低焊接件的强度和韧性，增加了断裂的风险。
此外，应力还会引起焊接件的应力腐蚀和应力开裂等问题，严重影响焊接件的使用寿命。
二、消除应力的方法为了消除焊接过程中产生的应力，可以采取以下几种方法。
1. 预热和后热处理：通过提前加热焊接件和焊缝，使其温度均匀，减少热应力的产生。
而后热处理则是在焊接完成后，对焊接件进行再次加热和冷却，以减少残余应力。
2. 适当调整焊接顺序：对于大型焊接件，可以将焊接分为多个工序进行，以减少热应力和残余应力的积累。
先焊接低应力区域，再焊接高应力区域，有助于平衡应力的分布。
3. 控制焊接参数：合理控制焊接电流、电压和焊接速度等参数，可以减少焊接过程中的热应力。
同时，选择合适的焊接材料和焊接方法，也可以降低应力的产生。
三、纠正变形的方法焊接过程中产生的变形是一个常见的问题，但也可以通过以下方法进行纠正。
1. 机械纠正：利用机械手段对焊接件进行调整，恢复其原本的形状和尺寸。
常用的机械纠正方法包括冷弯、热弯和压力纠正等。
2. 热处理：通过再次加热和冷却焊接件，使其发生形状改变，从而纠正焊接过程中的变形。
常用的热处理方法包括局部加热、整体加热和局部冷却等。
焊接残余应力产生原因分析及消除方法
（2）运用三维模型装配仿真对打磨掉干涉区域后的前承力机匣和IGB机匣进行模拟装配，结果显示可实现装配；（3）实物装配IGB机匣与打磨后的前承力机匣，可顺利完成装配；（4）装配后的发动机在完成其原定试验计划后，未出现任何潜在问题。
通过三维装配仿真可有效地为设计及排故等提供有力的技术支持，节省由于设计等不合理带来的返工、时间以及其他成本的浪费。
5结语目前发动机装配分析主要是对比典型民用航空发动机装配顺序和装配路径，定性地判断整机装配性，无法准确判断实际装配情况。
通过三维仿真装配技术，在方案设计阶段，建立发动机装配仿真模型，进行三维静态、动态干涉检查，规划整机装配路径，可最大程度地暴露并提前解决装配过程存在的干涉问题，保证实际装配可行性，提高装配效率，节约成本。
［参考文献］[1]雷相波.虚拟装配的3D空间动作路径方法研究[J].电脑编程技巧与维护，2019（12）：79-80.[2]田富君，田锡天，耿俊浩，等.基于视点跟随的装配路径规划与干涉检查研究[J].中国机械工程，2011，22（15）：1810-1814.[3]邵毅，余剑峰，李原，等.基于VMap的装配路径规划研究与实现[J].西北工业大学学报，2001，19（1）：118-121.[4]SUN J K,YANG C Y,QIU H H.Assembly Process PlanningBased on Tri-dimensional Visual Platform[J].Applied Mechanics and Meterials,2014,644/645/646/647/648/649/ 650:4805-4808.[5]徐丽英.基于CATIA V5平台模型装配过程中的干涉分析[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年年会论文集，2007：161-169.[6]杨家军，苏昭群，张明丽，等.基于虚拟现实技术的机构干涉分析[J].湖北工业大学学报，2010，25（4）：1-3.[7]穆塔里夫·阿赫迈德，张年松，郑力.加工中心虚拟装配建模及装配干涉研究[J].现代制造工程，2002（9）：14-16.[8]郑轶，宁汝新，刘检华，等.交互式虚拟装配路径规划及优选方法研究[J].中国机械工程，2006，17（11）：1153-1156. [9]刘检华，宁汝新，万毕乐，等.面向虚拟装配的复杂产品装配路径规划技术研究[J].系统仿真学报，2007，19（9）：2003-2007.[10]刘检华，宁汝新，姚珺，等.面向虚拟装配的零部件精确定位技术研究[J].计算机集成制造系统，2005，11（4）：498-502.收稿日期：2018-05-17作者简介：王秋阳（1985—），女，湖北襄阳人，硕士，工程师，主管设计师，研究方向：发动机总体结构设计。
减少焊接接应力和焊接变形的措施
减少焊接接应力和焊接变形的措施1.选择适当的焊接参数：根据材料的种类和厚度选择合适的焊接电流、电压和焊接速度等参数，以降低焊接接应力和变形的风险。
同时，选择低温软化点的金属填充材料，如铜等，可以降低焊接接应力。
2.采用适当的焊接序列：通过改变焊接顺序，可以降低焊接过程中的接应力和变形。
在多次焊接时，从最中心的部位开始焊接，逐渐向两边延伸。
这样可以避免焊接热量集中在一个地方，减少局部热变形。
3.采用预热和后热处理：预热可以提高焊接材料的可塑性，改善焊接接头的焊接性能。
一般情况下，预热温度为焊接材料的临界温度的50%-70%。
预热后的焊接接头，在焊接完成后应进行后热处理，即将焊接接头加热至临界温度以下保温一段时间，然后缓慢冷却，以进一步消除焊接接头内应力。
4.使用焊接夹具：焊接夹具可以固定工件，减少焊接过程中的变形。
夹具应设计合理，以便保证焊接接头位置准确，但对于自由热变形而言，应当尽量减少夹具的使用。
5.控制焊接热输入量：合理控制焊接过程中的热输入量，以确保焊接接头不过热。
可以采用间歇焊接的方法，在焊接过程中适时停止加热，让工件冷却一段时间以减少热输入。
6.采用适当的接头形状：通过改变焊缝的形状，可以减少焊接过程中的接应力。
一般情况下，V型焊缝和锂阳角焊缝对于减少焊接变形效果较好。
7.选择适当的焊接方式：对于大型工件，可以采用多层焊接或间断焊接的方式进行，以减少焊接材料的热量。
对于特殊形状的工件，可以选择其他焊接方法，如电阻焊、激光焊等。
8.控制冷却速度：焊接完成后，要注意控制冷却速度，避免过快的冷却。
可以采用包裹式焊接，焊接完毕后用保温材料将焊接接头包裹起来，使其缓慢冷却，以减少残余应力。
消除焊接残余应力的方法
消除焊接残余应力的方法焊接是一种常见的连接方法，但往往会在焊接过程中产生焊接残余应力。
这些残余应力可以导致焊接材料的变形和裂纹，影响焊接结构的稳定性和强度。
因此，消除焊接残余应力对于确保焊接结构的质量和可靠性至关重要。
下面将介绍几种常见的消除焊接残余应力的方法：1. 预热和后焊热处理：预热是在焊接之前加热焊接材料的方法，可以提高焊接材料的可塑性，降低焊接残余应力的产生。
后焊热处理是在焊接完成后对焊接区域进行加热处理，通过退火、正火或淬火等方法，使焊接结构的组织和性能得到调整和改善，从而减少焊接残余应力。
2. 堆焊：堆焊是在焊接接头上堆积焊条或焊丝，增加焊接材料的体积并形成一定的凸起。
通过堆焊，可以使焊接区域的残余应力分布更均匀，降低焊接接头的变形和残余应力。
3. 振动消除法：振动消除法是利用机械振动的力量来消除焊接残余应力。
通过在焊接过程中施加外力或机械振动，可以改变焊接材料的晶格结构和分子排列方式，使焊接结构中的残余应力得到释放，从而达到消除焊接残余应力的目的。
4. 加工消除法：加工消除法是通过机械或热加工来消除焊接残余应力。
例如，采用热冲压、磨削、切削等方法对焊接结构进行加工，可以改变其形状和尺寸，从而减小残余应力。
5. 冷却消除法：冷却消除法是利用焊接材料的热膨胀系数差异来消除焊接残余应力。
通过在焊接过程中控制焊接材料的冷却速度，可以使焊接结构在冷却过程中产生相应的热应力，从而消除焊接残余应力。
6. 松弛应力消除法：松弛应力消除法是通过施加外力来消除焊接残余应力。
通过对焊接结构施加拉伸、压缩、扭曲等外力，可以使焊接结构的应力场重新分布，降低焊接残余应力。
在实际应用中，常常会按照实际需要，结合不同的方法来消除焊接残余应力。
同时，选择合适的焊接方法、焊接参数和焊接材料也是消除焊接残余应力的重要因素，对于提高焊接质量和可靠性具有重要的影响。
总之，消除焊接残余应力是确保焊接结构质量和可靠性的重要措施之一。
钢结构的焊接残余应力与消除方法
钢结构的焊接残余应力与消除方法摘要：钢结构在焊接的过程中，经常会有焊接参与应力的存在，这会对其总体的施工质量及使用质量产生一定的影响，为了消除这种焊接残余应力，要对其形成原因及影响因素进行分析，在此基础上提出相关的消除措施，本文就针对此予以简单分析。
关键词：钢结构；焊接残余应力；消除在钢结构的施工过程中，其中一种非常重要的施工工艺就是焊接，这是一个非常复杂的过程，其中涉及到力学、冶金、传热、电弧物理等各个学科的，在进行钢结构的焊接时，为了保证其焊接质量及各种使用性能参数，对其焊接残余应力的产生原因进行分析，并提出相关的消除方法是非常必要的。
一、焊接残余应力的概念在进行钢结构中的相关构件的焊接时，会产生一定的内应力即焊接应力，而这种焊接应力的作用时间的长短是有一定的区别的，按照其作用时间的长短有焊接残余应力与焊接瞬时应力的区别，焊接瞬时应力的作用会在焊接之后的短时间内消失，而另一部应力会在焊接结束之后残留于构件之中，继续作用，这种焊接应力就是焊接残余应力。
二、钢结构焊接残余应力的产生原因通过试验分析发现，产生焊接残余应力的原因是多种多样的，对其主要的产生原因进行分析，可以得出以下几点：（1）焊接方法及焊接顺序的不合理会导致焊接残余应力的出现，尤其是对于一些焊接部位较多，焊接程序复杂的构建来说，采用不同的焊接顺序进行焊接，最终产生的焊接应力也是不尽相同的。
（2）焊接工艺参数设置不合理，在构件的焊接过程中，需要综合考虑构建的结构、材质、厚度等各种因素才能进行焊接方法的选择及焊接参数的设置，否则很容易在焊接的过程中形成凹坑、气孔、裂纹等缺陷。
（3）焊缝的位置及数量分布的不合理，如果在构件的焊接过程中具有较多的封闭焊缝，并且不同焊缝的疏密程度具有较大差别，甚至出现焊缝的相互交叉，这种现象的存在，很容易导致较大焊接残余应力的产生。
（4）焊缝的接头形式、尺寸等设计不合理，焊缝尺寸的大小与焊接应力的大小有着直接的关系，并且焊接间隙、焊接坡口形式、焊接零件之间的搭接方式等都会对焊接残余应力的大小产生直接的影响。
防止和减少焊接残余变形与应力的措施
防止和减少焊接残余变形与应力的措施随着现代制造业的发展，焊接在各行各业中扮演着至关重要的角色。
无论是航空航天、汽车制造还是建筑工程，在这些领域中，焊接都是不可或缺的连接工艺。
然而，随之而来的焊接残余变形与应力问题也愈加引起人们的关注。
焊接过程中产生的残余变形与应力，不仅会影响工件的外观质量，还可能引发裂纹和变形等问题，严重影响其使用性能和寿命。
如何有效地预防和减少焊接残余变形与应力，成为了焊接工艺中的重要课题。
1.选材：材料的选择对于焊接残余变形和应力的控制至关重要。
在焊接过程中，通常会选择具有较高熔点和较小线膨胀系数的材料，以减少焊接时热影响区的热变形；还应根据实际情况选择合适的填充材料。
2.焊接方式：合理选择焊接方式是减少焊接残余变形和应力的关键。
一般来说，采用低热输入、低变形的焊接方式，例如脉冲焊、激光焊等，能够有效降低焊接工件的残余变形和应力。
3.焊接顺序：合理规划焊接顺序也是减少残余变形和应力的重要手段。
通常情况下，应该首先焊接边缘，然后逐渐向内焊接，以减少焊接区域的热输入，降低残余变形和应力。
4.预热和后热处理：在一些情况下，通过预热和后热处理也能有效减少焊接残余变形和应力。
预热能够降低材料的硬度，减少焊接残余应力；后热处理则能够通过回火或退火处理，消除残余应力，提高焊接接头的韧性和稳定性。
5.夹具和辅助装置：采用合理的夹具和辅助装置也能有效减少焊接残余变形和应力。
夹具的设计应在尽量避免约束工件的能够保证焊接接头的稳固性；而辅助装置则可以提供额外的支撑，减少工件在焊接过程中的变形。
总结回顾：在焊接工艺中，预防和减少焊接残余变形与应力是至关重要的。
通过合理选材、焊接方式、焊接顺序、预热和后热处理、夹具和辅助装置等措施，可以有效控制焊接过程中的残余变形和应力，保证焊接接头的质量和稳定性。
个人观点：作为焊接工艺的重要环节，防止和减少焊接残余变形与应力对于提高焊接接头的质量和稳定性至关重要。
浅议控制和消除焊接残余应力的方法
浅议控制和消除焊接残余应力的方法摘要在分析残余应力产生原理的基础上，介绍了焊接残余应力的概念，并探讨了焊接残余应力产生的原因及其影响因素，提出了消除焊接残余应力的方法，指出研究和测量构件中残余应力对生产和科学试验具有重要意义。
希望能够对今后提高产品内部质量及减少安全隐患方面提供一些有效对策。
关键词焊接，残余应力，物理特性，方法焊接作为钢结构中的重要工艺，是一个牵涉到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程，接关系到工程质量的好坏、结构的安全。
焊接结构广泛用于航天、桥梁、压力容器等工业中，焊接过程中的加热和冷却循环不可避免地导致残余应力的产生。
残余应力将影响到腐蚀、开裂、疲劳强度等力学性能，同时也会对材料的物理机械性能产生巨大影响，对结构的强度造成很大危害，历史上许多灾难性破坏事故大多是由结构中的残余应力引起。
因此，研究和测量构件中残余应力对生产和科学试验有着重大的意义。
一、焊接残余应力产生原因及影响因素残余应力是在无外力作用时，以平衡状态存在于物体内部的应力。
焊接过程中，某一瞬时的焊接应力称为焊接瞬时应力，它随时间而变化，焊接后残留在焊件内的焊接应力称为焊接残余应力。
焊接残余应力产生的主要原因是由焊接过程中不均匀加热所引起的。
以熔焊方法为例，影响这一过程的主要因素，一方面是材料物理特性和力学性能，如热导率，比热容c，密度等；另一方面是不同类型焊接热源的影响，焊接热源的种类、热源能量密度的分布、热源的移动速度、被焊接件的形状与厚度都直接影响着热源引起的温度场分布，因而也改变着焊接残余应力的分布规律。
二、控制焊接残余应力的措施焊接残余应力是可以通过结构设计和焊接工艺措施等加以调节和控制的。
（一）设计措施焊接过程中，尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸，多一条焊缝就多一处应力场。
大的焊缝尺寸，热影响区大，变形较大，相应残余内应力较大。
焊缝间保持足够的距离，焊缝过分集中不仅使内应力分布不均匀。
而且可能出现双向、三向复杂的残余内应力状态。
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消除焊接残余应力的方法
我们对一般焊件是不用消除残余应力，焊后直接使用，但对于以下五种情况应消除残余应力：
1，处在低温环境的。
2，承受动载荷的（如冲击·振动等）。
3，焊后要进行精密加工的。
4，厚度超过一定尺寸的压力容器。
5，有可能产生应力腐蚀破坏的。
消除焊接残余应力的具体方法：
1，整体退火：把焊件整体放入炉内，缓慢加热到一定温度（一般550→679℃），然后保温一定时间，空冷或随炉冷却，这种方法效果最好，要注意加热和冷却速度须小于150℃/h,适用于体积不太大的焊件。
2，局部退火：对焊件进行局部加热来消除局部的残余应力，这种方法不如整体退火效果好，只能消除应力的峰值，可用感应加热，红外加热，甚至火焰加热，适用于体积大，特别长的焊件。
3，中间退火：在焊接过程中间进行一次或多次消除应力的退火处理，适用于厚度，刚度较大的焊件。
4，机械拉伸：对焊件进行加载，使具有较高拉伸残余应力的区域产生拉伸塑性变形，卸载后可使焊接残余应力降低。
适用于能实施加载拉伸的场合，比如压力容器，在室温下进行过载液压试验，可消除部分残余应力，必须注意的是液压试验的温度应高于容器材料脆性断裂的临界温度，以防加载时发伸断裂。
5，温差拉伸：在焊缝两侧用可移动的火焰进行加热，用与火焰同时移动的喷水进行急冷，这样就造成了焊缝区温度低，两侧温度高的温度场，两侧的金属因受热膨胀，对温度低的焊缝区进行拉伸，并产生拉伸塑性变形，抵消了焊接过程中产生的部分压缩塑性变形，从而减少了焊接残余应力。
适用于焊缝比较规则，厚度不太大的场合。
6，振动：一般用振荡器带动焊件振动，使焊接残余应力释放，从而减少残余应力。
这种方法不太成熟，应用较少。