焊接中防止变形和减少内应力的方法
焊接残余应力的消除方法
焊接残余应力的消除方法焊接残余应力是焊接技术带来的一个几乎无法避免的缺陷，其危害众所周知。
当焊接造成的残余应力会影响结构安全运行时，还需设法消除焊接残余应力，改善焊接接头的塑性和韧性，以提高焊件结构性能。
一、焊接的应力与应变：在接过程中，由于焊接件产生温度梯度，接头组织和性能的不均匀，就会在焊件内产生应力和应变。
焊后残留在焊件内的焊接应力就是焊接残余应力，它是没有外载荷作用时就存在的应力。
二、焊接残余应力的危害：焊接残余应力与外载荷产生的应力叠加，局部区域应力过高，使结构承载能力下降，引起裂纹和变形，使焊件形状和尺寸发生变化，需要进行矫形。
变形过大会因无法矫形而报废甚至导致结构失效。
三、减少焊接残余应力和变形的措施：①设计②焊接工艺如：尽量减少焊接接头数量相邻焊缝间应保持足够的间距尽可能避免交叉，避免出现十字焊缝焊缝不要布置在高应力区焊前预热等等四、焊后残余应力的消除方法消除焊接残余应力的方法有：热处理、锤击、振动法和预载法等。
1、热处理消除法焊后热处理是一种消除焊接残余应力常用的方法。
工程上我们主要用退火处理，火温度越高、保温时间越长，消除焊接残余应力的效果就越好。
但是温度过高，使工件表面氧化比较严重，组织可能发生转变，影响工件的使用性能，存在弊端。
蠕变应力松弛理论为热处理消除焊接残余应力提供了另一条思路，工件在较低温度时会发生蠕变，材料内部的残余应力会因应力松弛而得到释放，只要保温时间足够长，理论上残余应力可完全消除。
在低温消除焊接残余应力时，材料的组织和性能变化甚微，几乎不影响材料的使用性能，而且低温处理材料表面的氧化和脱碳也比较小，这就可以在材料的力学性能和组织基本不变的情况下达到降低材料焊接残余应力的目的。
2、锤击消除法焊后采用带小圆头面的手锤锤击焊缝及近缝区，使焊缝及近缝区的金属得到延展变形，用来补偿或抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，使焊接残余应力降低。
锤击时要掌握好打击力量，保持均匀、适度，避免因打击力量过大造成加工硬化或将焊缝锤裂。
焊接应力及焊接变形预防措施
钢结构工程焊接应力与变形差生的危害及采取的措施随着“绿色建筑”理念的推广，以钢结构件为主体框架结构结合复合砌筑体结构已成为一种必然趋势，因为以钢结构为主的框架结构的回收利用性有效避免钢筋混凝土结构建筑垃圾的产生，具有可持续性。
由于钢结构工程的特有型，焊接作业时钢结构工程最重要的工序之一，而焊接应力及焊接变形产生是影响钢结构安全性及可靠性的重要因素。
本文着重对焊接应力及焊接变形的危害及所采取的对应措施进行分析。
一、焊接应力与变形产生机理焊接热输入引起材料不均匀局部加热，使焊缝区熔化，而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，产生不均匀的压缩塑性变形。
在冷却过程中，已发生压缩塑性变形的这部分材料又受到周围材料的制约，不能自由收缩，在不同程度上又被拉伸而卸载，与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。
这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为瞬态应力与变形。
而焊后，在室温条件下，残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。
焊接残余应力和变形，严重影响焊接构件的承载力和构件的加工精度，应从设计、焊接工艺、焊接方法、装配工艺着手降低焊接残余应力和减小焊接残余变形。
二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施1．焊接残余应力的危害影响构件承受静载能力；影响结构脆性断裂；影响结构的疲劳强度；影响结构的刚度和稳定性；易产生应力腐蚀开裂；影响构件精度和尺寸的稳定性。
2．降低焊接应力的措施(1)设计措施尽量减少焊缝的数量和尺寸，在减小变形量的同时降低焊接应力；防止焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加；要求较高的容器接管口，宜将插入式改为翻边式。
(2)工艺措施采用较小的焊接线能量，减小焊缝热塑变的范围，从而降低焊接应力；合理安排装配焊接顺序，使焊缝有自由收缩的余地，降低焊接中的残余应力；层间进行锤击，使焊缝得到延展，从而降低焊接应力；焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条；预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）；采用整体预热；降低焊缝中的含氢量及焊后进行消氢处理，减小氢致集中应力。
控制焊接变形的设计措施
控制焊接变形的设计措施在焊接行业中，焊接变形一直是一个非常头痛的问题。
焊接过程中由于高温和热应力的作用，焊件会发生变形，这会影响焊接质量和工件的性能。
为了控制焊接变形，需要采取一些设计措施，下面介绍几种常见的方法。
1.合理选择焊接方法不同的焊接方法对焊接变形的影响不同，因此在选择焊接方法时需要考虑变形因素。
例如，TIG焊接和激光焊接都是低热输入的焊接方法，可以减少焊接变形。
而电弧焊接和气焊则会产生较大的热影响区，容易引起焊接变形。
因此，在选择焊接方法时应根据具体情况进行合理选择。
2.控制焊接热输入焊接热输入是焊接变形的主要原因之一，因此需要控制焊接热输入。
可以通过降低焊接电流和增加焊接速度来减少焊接热输入。
此外，选择合适的焊接电极和焊接材料也可以降低焊接热输入。
3.使用预热和后热处理预热可以降低焊接材料的冷却速度，减少焊接变形。
后热处理可以消除焊接残余应力，进一步减少变形。
因此，在一些对焊接变形要求较高的工件上，可以采用预热和后热处理的方法。
4.采用多道焊接多道焊接可以减少每次焊接的热输入量，从而减少焊接变形。
在多道焊接中，可以采用交叉焊接的方式，即先焊接一侧，然后焊接另一侧，以此类推，从而减少残余应力的积累。
5.使用夹具和支撑物在焊接过程中，夹具和支撑物可以起到固定工件的作用，减少焊接变形。
夹具和支撑物的设计应考虑到焊接变形的方向和程度，以便实现更好的固定效果。
控制焊接变形需要综合考虑多种因素。
以上几种设计措施可以帮助我们减少焊接变形，提高焊接质量和工件的性能。
在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择和调整，以达到最佳的效果。
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、减少焊接接应力和焊接变形的措施1.1、减少焊接应力的措施：1）、安装过程中的措施结采取合理的焊接顺序。
在焊缝较多的组装条件下，根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊接收缩量较大的焊缝，后焊接收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝。
在满足设计要求的条件下，尽量减小焊缝尺寸。
不应加大焊缝尺寸和余高，要转变焊缝越大越安全的观念。
在构件组装施工时，严禁强力对口和热膨胀法对口以减小焊接拘束度。
拘束度越大，焊接应力越大，尽量使焊缝在较小拘束度下焊接或在自由状态下施焊。
安装时焊接过程控制：对接接头的焊接采用特殊的左右两根同时施焊方式，操作者分别来取共同先在外侧起焊，后在内侧施焊的顺序，自根部起始至面缝止，每层次均按此顺序实施。
根部焊接，根部施焊应自下部超始出处超越中心线10mm起弧，与定位焊接接头处应前行10mm收弧，再次始焊应在定位焊缝上退行1Omm起弧，在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少15mm并填满弧坑；另一半焊接前应将前半部始焊及收弧处修磨成缓坡状并确认无未熔合即未熔透现象后在前半部焊缝上引弧。
仰焊接头处应用力上顶，完全击穿；上部接头处应不熄弧连续引带至接头处5mm时稍用力下压，并连弧超越中心线至少一个熔池长度（10一15mm）方允许熄弧。
次层焊接，焊接前剔除首层焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔细检查坡口边沿有无未熔合及凹陷夹角，如有必须除去。
飞溅与雾状附着物，采用角向磨光机时，应注意不得伤及坡口边沿。
此层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊条，仰爬坡时电流稍调小，立焊部位时选用较大直径焊条，电流适中，焊至爬坡时电流逐渐增大，在平焊部位再次增大，其余要求与首层相问。
填充层焊接：填充层的焊接工艺过程与次展完全相同，仅在接近面层时，注意均匀流出1.5－2mm的深度，且不得伤及坡边。
面层的焊接，管贯面层焊接，直接关系到接头的外观质量能否满足质量要求，因此在面层焊接时，应注意选用较小电流值并注意在坡口边熔合时间稍长，接头重新燃弧动作要快捷。
焊接中防止变形和减少内应力的方法
焊接中防止变形和减少内应力的方法焊接在机械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，停等片刻。
在停焊间隙，当焊接熔液凝固后，由白热状态到红热状态时，用小尖锤捶击电焊缝，捶击用力要轻，速度要快，次数要多，使焊缝金属减薄向四周伸长，抵消一些焊缝收缩并减少焊接应力，这样能有效地提高焊缝金属的抗裂性(注意使用小锤头必须是半径为10mm左右的圆弧形的)。
降低焊接应力工艺措施口诀
降低焊接应力工艺措施口诀焊接应力是在焊接过程中产生的应力，它会对焊接部件造成变形和应力集中，进而影响焊接接头的质量和使用寿命。
为了降低焊接应力，提高焊接质量，需要采取一系列工艺措施。
本文将逐步介绍降低焊接应力的口诀和相应的工艺措施。
一、合理规划焊接顺序1. 确定焊接顺序时，应从内向外焊接，从中心向两侧进行，依次进行焊接。
从内向外焊接可以减少焊接应力在焊接过程中的积累，降低变形的程度。
2. 将大尺寸焊接件分成多个小尺寸的焊缝，分别进行焊接。
这样可以减少焊接应力的集中，降低焊接部件变形的可能。
二、控制预热温度和焊接速度1. 预热是降低焊接应力的重要手段之一。
在焊接前对焊接件进行预热，可以改善焊接材料的塑性和可变形性，从而降低焊接应力。
预热温度需要根据焊接材料的种类和厚度来确定。
2. 焊接速度过快会使焊接区域产生较大的温度梯度，增加焊接应力。
为了降低焊接应力，需要控制焊接速度，使其适中。
三、合理选择焊接参数1. 焊接电流和电压的选择应根据焊接材料和厚度进行合理调整。
通常情况下，较小的焊接电流和较低的电压可以减少焊接应力。
2. 控制焊接过程中的热输入量，避免过热和焊接过程中的温度梯度过大。
四、应用适当的焊接辅助材料1. 选用合适的焊接填充材料，如焊条或焊丝。
这些填充材料应具有良好的塑性和可变形性，能够有效缓冲焊接应力，减少变形。
2. 引入焊接辅助材料，如夹具、临时焊接支撑物等，来限制和平衡焊接变形。
五、采取后焊热处理措施1. 通过后焊热处理可以缓解焊接应力，改善焊接接头的组织结构和性能。
常用的后焊热处理方法包括回火、时效处理等，需根据具体情况选择合适的方法。
2. 后焊热处理一般需要在焊接完成后进行，但也可以在焊接过程中进行局部热处理，以降低焊接应力。
降低焊接应力是确保焊接接头质量和使用寿命的关键。
通过合理规划焊接顺序，控制预热温度和焊接速度，选择合适的焊接参数和辅助材料，以及采取后焊热处理措施，我们可以有效降低焊接应力，减少焊接变形，提高焊接质量。
消除内应力的热处理方法
消除内应力的热处理方法一、退火处理退火是最常用的热处理方法之一，主要通过加热材料至一定温度，然后缓慢冷却的过程来消除材料内部的应力。
退火处理可以分为全退火和局部退火两种方式。
全退火是将整个材料都加热至适当温度，并保持一段时间，然后缓慢冷却。
全退火可以消除材料中的组织缺陷和应力，提高材料的塑性和韧性。
局部退火是对材料的某一部分进行退火处理。
这种方法通常用于对焊接接头、工件表面等局部区域进行处理，以消除局部区域的应力。
二、淬火处理淬火是一种通过将材料加热至临界温度，然后迅速冷却的方法，以使材料快速达到硬化状态。
淬火处理可以改变材料的组织结构，消除内部应力，并提高材料的硬度和强度。
常见的淬火介质有水、油和气体等。
淬火的过程中，由于材料表面和内部的温度差异，会产生冷却应力，这可能导致材料产生变形和开裂。
因此，在淬火处理后，通常需要进行回火处理，以消除淬火过程中产生的应力。
三、时效处理时效处理是指将材料在一定温度下保持一段时间，以改变材料的组织结构和性能的方法。
时效处理可以消除材料中的残余应力，并使材料具有更好的稳定性和抗变形能力。
时效处理通常应用于高强度合金材料，如铝合金、镍基合金等。
在时效过程中，材料的晶粒和析出物会发生变化，从而改变材料的性能。
四、焊后热处理在焊接过程中，由于局部加热和快速冷却，会导致焊接接头产生应力集中和变形。
为了消除这些应力和变形，常常需要进行焊后热处理。
焊后热处理包括回火处理和退火处理。
回火处理是将焊接接头加热至一定温度并保持一段时间，然后缓慢冷却的过程。
退火处理是将焊接接头整体加热至一定温度，并保持一段时间，然后缓慢冷却。
通过焊后热处理，可以使焊接接头中的应力得到释放，改善焊接接头的组织和性能。
退火处理、淬火处理、时效处理和焊后热处理是常用的消除内应力的热处理方法。
不同的材料和工艺需要选择适合的热处理方法，以达到消除内应力、改善材料性能的目的。
热处理过程中需要严格控制温度和冷却速率，以保证处理效果。
焊接件消除内应力的方法
焊接件消除内应力的方法
焊接件消除内应力的方法可以分为以下几种:
1. 变形控制:焊接变形是焊接件内应力的主要原因之一,因此可
以通过控制焊接变形,减少内应力的产生。
控制焊接变形的方法包括
控制焊接速度、焊接位置、焊接角度、焊接应力等因素。
2. 冷却处理:在焊接过程中,可以通过给予适当的冷却处理,降
低焊接接头的热应力,从而减轻内应力。
冷却处理的方法包括冷焊、
暂停焊接等。
3. 应力消除技术:应力消除技术是指在焊接过程中,通过施加一
定的压力或通过其他手段将焊接件内部的应力消除,从而减轻内应力
的产生。
常见的应力消除技术包括水压试验、超声波焊接、激光焊接等。
4. 组织调整:在焊接接头的组织调整中,可以通过改变焊接接头
的熔池形态、晶体组织、裂纹倾向等方面,调整焊接接头的组织和性能,从而减轻内应力的产生。
5. 后处理方法:在焊接完成后,可以通过后处理方法,如后热、砂轮抛光、表面涂层等,改善焊接接头的外观和性能,减轻内应力的产生。
需要注意的是,不同的焊接件、不同的内应力状况和不同的应用
场景,可以采用不同的消除内应力方法。
因此,在实际应用中,需要根
据具体情况选择适当的方法。
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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
刻。
在停焊间隙，当焊接熔液凝固后，由白热状态到红热状态时，用小尖锤捶击电焊缝，捶击用力要轻，速度要快，次数要多，使焊缝金属减薄向四周伸长，抵消一些焊缝收缩并减少焊接应力，这样能有效地提高焊缝金属的抗裂性(注意使用小锤头必须是半径为10mm左右的圆弧形的)。
待焊接熔池冷却到暗红色消失后再接着焊。
(4)对于较长的裂缝，为避免开裂，必须分段焊补。
分段的原则是先焊能自由伸缩的那段。
如分三段，应首先焊中间的一段，当此段冷至暗红色消失时，立即施焊另一段，然后焊最后一段。
(5)施焊前，先对焊缝区进行预热，焊后保温，以降低冷却速度。
预热、保温不仅能提高焊缝金属的抗裂性，而且还有益于降低熔合线附近区域的硬度。
二、减少和防止焊修时变形的方法
1．预热法
在焊接前对焊接件进行预热，不仅可以减少内应力，而且也是一种减少变形的好方法。
2．预加反变形法
预加反变形法是根据被焊金属的性质，预先凭经验估计出焊修后发生变形的方向和收缩量，在焊修前，将工件用机械方法进行预变形，使焊修后的变形恰好和预变形抵消。
3．水冷法
此种方法就是利用冷水喷射焊件，用降低基体金属的温度来防止变形，也可以将焊件浸在冷水槽中，露出需要焊修的部分，这样使基体金属温度不会升高，因此焊修件也不会引起变形。
4．夹固法
此种方法就是用刚性较大的夹具紧固焊件，防止被焊件在焊接时产生变形。
但此法将在焊件内部残留着内应力，因此，这种方法主要应用于具有良好可塑性的低碳钢薄板焊接。
5．合理选择焊接规范
在焊接前，合理选择焊接规范，对减少焊件变形影响很大。
如随着电流强度的增加，焊件的变形相应增大。
焊缝的焊接顺序对减少焊件变形有很大意义，结构上的焊缝，应该使被连接的两个部件之间的焊缝最后焊成。
对于柱形板结构，应该先焊纵向(轴向)焊缝，然后焊环形焊缝，否则，会使结构中央引起凸起变形，甚至裂缝。
若焊件是一些钢板组成的金属板，应首先拼焊钢板的横向焊缝，当组成单个板条后，可采用分段焊，每一段都是朝着与施焊总方向相反的方向施焊，即采用逆向焊接法。