消除焊接残余应力的措施
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。
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。
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焊接低老坏问题管理措施
焊接低老坏问题管理措施焊接低老坏问题管理措施引言在焊接过程中，由于各种因素的影响，会出现焊接低老坏问题。
焊接低老坏是指焊接接头在使用过程中出现裂纹、断裂、脱落等现象，这不仅会影响产品的质量和性能，还可能对使用者的安全造成威胁。
为了有效管理焊接低老坏问题，本文将介绍几种常见的措施。
1. 提高操作技能焊接操作人员的技能水平直接影响着焊接接头的质量。
因此，提高操作技能是防止焊接低老坏问题的关键措施之一。
1.1 培训和认证组织焊接操作人员参加焊接技能培训和认证，提高其焊接技能水平。
培训的内容包括焊接原理、操作规范、焊接工艺参数等方面的知识。
认证可以对焊接操作人员进行评估和考核，确保其具备合格的焊接技能。
1.2 严格操作规程制定严格的焊接操作规程，明确焊接操作的步骤和要求。
操作人员必须按照规程进行操作，确保焊接接头的质量稳定和可靠。
2. 优化焊接工艺焊接工艺的选择和优化对预防焊接低老坏问题起着至关重要的作用。
2.1 材料选择选择适合的焊接材料，包括焊条、焊丝、填充金属等。
材料的质量和性能直接影响焊接接头的质量。
应根据具体的焊接要求选择合适的材料。
2.2 工艺参数对焊接工艺参数进行合理的选择和优化，包括焊接电流、电压、焊接速度等。
合理的工艺参数可以保证焊接接头的质量和可靠性。
2.3 预热和后热处理对于一些特殊材料和焊接接头，预热和后热处理是必要的。
预热可以降低焊接接头的残余应力，提高焊接接头的抗裂性能；后热处理可以消除焊接产生的残余应力，提高焊接接头的稳定性和可靠性。
3. 质量控制和检测质量控制和检测是确保焊接接头质量的重要手段。
3.1 焊接前检测在焊接前进行质量检测，包括焊接材料、设备和工艺参数等方面的检测。
确保焊接过程中的各项条件符合要求，预防潜在的问题。
3.2 焊接过程控制在焊接过程中进行质量控制，包括监控焊接工艺参数、焊接速度和焊接质量等方面。
及时发现和纠正问题，确保焊接接头的质量。
3.3 焊后检测在焊接完成后进行质量检测，包括焊接接头的外观、尺寸和力学性能等方面的检测。
控制焊接残余应力的措施
控制焊接残余应力的措施1．如何利用合理的焊接顺序和方向来控制焊接残余应力1）先焊变形收缩量较大的焊缝，使基能较自由地收缩。
如一个带盖板的双工字钢构件见图14，由于对接焊缝的收缩量大于角焊缝的收缩量，所以应先焊盖板的对接焊缝1，后焊盖板和工字梁之间的角焊缝2。
2）先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝。
如一拼板结构见图14b，应先焊焊缝1、2，后焊焊缝3。
如相反，则由于焊缝1、2的横向收缩受到限制，将产生很大的拉应力。
3）先焊在工作时爱力较大的焊缝，使内应力合理分布，见图14c。
在接头两端留出一段翼缘角焊缝不焊，先焊受力最大的翼缘对接焊缝1，然后再焊腹板对接焊缝2，最后焊翼缘预留的角焊缝3。
这样，焊后可使翼缘的对接焊缝承受压应力，腹板对接焊缝承受拉应力。
角焊缝留在最后焊可以保证腹板对接焊缝有一定的收缩余地，同时也有利于在焊接翼缘对接焊缝时，可以采取反变形措施来防止产生角变形。
2. 如何利用降低结构局部刚度来控制焊接残余应力？结构的刚度增加时，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，将有效地减少焊接残余应力。
如一镶块结构的焊件，由于焊缝呈封闭形刚度较大，见图15。
为减少焊接区域的局部刚度，可以将平板少量翻边（图15a），或将镶块压凹（图15b），焊接时由于焊缝能自由收缩（将平板或镶块拉平），使残余应力大为减少。
3.如何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纵向收缩和横向收缩，因此焊后利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，利用锤击法可使应力减少1/2～1/4。
进行锤击焊缝时，焊件温度应当维持在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性阶段，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，最后一层焊缝通常焊得很薄，主要是为了消除由于锤击而引起的冷作硬化。
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。
焊接残余应力的产生原因及控制方法的总结
焊接残余应力的产生原因及控制方法的总结摘要：焊接应力是焊接构件产生裂纹和变形的主要因素，对焊接质量影响较大。
因此，理解和掌握焊接残余应力的产生原因及控制方法，就显的非常重要。
本文对焊接残余应力的产生对结构的影响、焊接残余应力的预防及焊接残余应力的消除方法，进行了全面的归纳和总结，为学生能更好地理解和掌握焊接残余应力的相关知识，起到了一定的帮助作用关键词：焊接应力产生原因控制方法焊件在焊接过程中，由于受到了不均匀的局部加热和冷却，使焊件产生了不均匀的体积膨胀和收缩，导致焊件内部产生了焊接残余应力，而焊接残余应力又是产生裂纹和变形的主要因素。
因此，为让学生能够真正理解和掌握焊接残余应力产生的原因、焊接残余应力对焊件产生的影响及如何减少和消除焊接残余应力等内容，帮助学生为今后从事焊接工作打下良好的理论基础。
下面就焊接残余应力的相关知识，进行归纳和总结。
一、焊接残余应力的产生1、焊件在焊接过程中，其焊缝高温区的膨胀受到了周边低温区的限制与挤压，使高温区域产生局部压缩塑性变形，当焊件在冷却过程中，受到局部压缩产生塑性变形的金属由于不能自由收缩，而受到低温区的拉伸，这时，焊件中就产生了一个与焊件加热时产生的应力方向相反的应力，即焊接残余应力，又称温度应力。
2、焊缝在高温向低温的冷却过程中，焊缝金属会发生二次相变，这种二次相变，会引起金属材料组织的变化，从而产生体积的变化，在焊接接头区域产生了应力，又称相变应力。
3、在焊接过程中，如对焊件采用刚性固定，那么，焊接后焊件变形减少，但应力却增加。
反之，要使焊件残余应力减少，其变形量就要有一定的增加。
但焊接应力与变形在一定条件下，都将影响到焊件的质量。
所以，应力和变形要合理控制好。
4、焊接材料的屈服强度、导热系数、线膨胀系数、密度、比热容、焊件的形状与尺寸、焊接方法和焊接工艺等因素，对焊接残余应力的分布和大小都将产生较大的影响。
二、焊接残余应力对焊件结构产生的影响1、对焊件结构刚度产生的影响当焊件某个区域所受的应力达到屈服点时，这一区域部分的金属材料就会产生局部塑性变形，无法再承受外载荷，从而导致焊接结构的有效截面减少，使焊接结构的刚度降低。
焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施
焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施摘要：焊接残余应力和焊接变形是钢结构产生变形和开裂的主要原因。
本文以焊接残余应力和焊接变形为对象，分别讨论了残余应力对钢结构刚度、静力强度、疲劳强度、应力腐蚀等的影响，促使结构发生脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀开裂、低温变脆等以及造成的焊接变形的种类。
应采取措施对焊接残余应力和焊接变形加以消除和调整。
关键词：钢结构焊接残余应力焊接变形钢结构是钢材通过一定的设计方法做成构件，构件再通过一定的连接方式连接成的整体结构承力体系或传力体系。
连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。
焊接连接是目前钢结构最主要的连接方式。
但在焊接过程中，在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部的裂缝一旦发生，就容易扩展到整体。
一、焊接残余应力钢材的焊接是一个不均匀的加热和冷却的过程。
在施焊时，焊缝及其附近区域的温度很高，而临近区域温度则急剧的下降，导致不均匀的温度场。
不均匀的温度场产生不均匀的膨胀，温度低的区域膨胀量小限制了高温度区域钢材的膨胀。
当焊接温度场消失后，构件内部产生应力，这种应力称为焊接残余应力。
（一）焊接残余应力对钢结构的影响1.对钢结构刚度的影响焊接残余应力使构件的有效截面减小，丧失进一步承受外载的能力。
焊接残余应力的存在还会增大结构的变形，降低结构的刚度。
2.对静力强度的影响由于焊接应力的自相平衡，使受压区和受拉区的面积相等。
构件全截面达到屈服强度所承受的外力与无焊接应力的轴心受拉构件全截面达到屈服强度时的应力相等，因此不影响静力强度。
3.对疲劳强度的影响残余应力的存在使应力循环发生偏移。
这种偏移，只改变其平均值，不改变其幅值。
当应力循环的平均值增加时，其极限幅值就降低，反之则提高。
4.对应力腐蚀开裂的影响应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀作用下产生裂纹的现象，在一定材料和介质的组合下发生。
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屈服极限引起塑性变形，从而降低内应力
⑥ 其他：喷丸处理等
振动时效
• 振动时效是对构件施加交变应力，与构件上的残余应力叠加达到 材料的屈服应力，发生局部的宏观和微观塑性变形；这种塑性变 形往往首先发生在残余应力最大处和构件的应力集中点，使这里 的残余应力得以释放，达到降低和均化残余应力的作用。应用振 动时效技术在我国已达25年，相继出台三个技术标准 。 • 尽管振动时效不具备去氢和恢复塑性的功能，但从尺寸 稳定性比较，已达到和超过热时效的水平，振动时效是一种以消 应力、提高尺寸稳定性为目标的替代热时效的先进工艺。尽管目 前振动时效在建筑钢结构应用尚少，但根据建筑钢结构的载荷特 点与施工要求，振动时效有可能成为今后建筑钢结构消应力的主 流工艺之一。
2、焊接残余应力的影响
焊接残余应力会： ① 影响加工尺寸精度；
② 增加工件工作时的内应力，降低承载能力； ③ 还会引起裂纹，甚至造成脆断； ④ 应力的存在会诱发应力腐蚀裂纹。
3、减小残余应力的措施
①设计措施 • 减少焊缝数量 • 避免焊缝过于集中
•采用拘束度小的结构形式
②工艺措施 • 采用合理的装配焊接顺序和方向 • 缩小焊接区与结构整体之间的温差 • 降低焊缝拘束度 • 加热其他部位，使焊缝膨胀自由度加大， 减少压缩塑性变形。
爆炸法工艺
• 将特种专用炸药沿焊缝走向粘贴在焊缝附近。炸药引爆后产生连 续的冲击波迫使结构的峰值应力区域发生塑性变形，以此达到消 应力的目的。据报道消除厚度可达70mm，效果可达60％，瞬间完 成，适合大型和特大型结构，在水利涵管方面应用较多。爆炸法 消应力施工时十分强调安全措施，故在城市建筑中应用有一定困 难。
消除焊接残余应力的措施
1、概念与形成 2、焊接残余应力的影响 3、减小残余应力的措施 4、消除残余应力的措施
1、焊接残余应力的形成
• 概念：焊接后残留在焊件内部的应力， 叫做焊接残余应力。
• 形成：焊接过程的不均匀温度场以及由 它引起的局部塑性变形、比容不同的组 织变化等因素是产生焊接残余应力的根 本原因。
4、消除残余应力的措施
① 热处理：一方面高温使得材料屈服极限下降，残余应力得
到释放；另一方面材料在一定温度下产生蠕变，使残余应力得 到松弛。对重要焊接构件先进行整体热时效，然后在现场与其 它构件进行组合拼焊的工艺是建筑钢结构制造常采用的方法。 其具有焊缝去氢、恢复塑性和消应力三重功能。一般认为热时 效的消应力效果为40－80％
超声冲击与锤击
• 超声冲击消应力技术由乌克兰巴顿焊接研究所提出，近年引入我 国，已在北京电视台钢结构立柱上进行过试验。超声冲击消应力 工艺的特点是：在超声频率（≥16KHz）下应用束状冲头，在对焊 趾和焊缝表面进行冲击；试验表明： ⑴超声冲击对一定深度的表层有消应力的效果，在采用对焊道全 覆盖冲击时，被冲击的表面会形成压应力，对2～4mm 深度层消应 力效果可达34～55％。 ⑵采用焊趾冲击法，可以快速修复焊趾的缺陷，降低应力集中。 并伴随其压应力区的作用可以在一定程度上降低焊趾边未受冲击 焊缝的残余应力，下降率达19％，对提高接头的疲劳寿命有明显 作用。 ⑶由于冲击工艺处理的特点，仅可以用于冲击工具可达的外表面， 其工作效率约为1200mm2/min。冲击工艺是以点接触、 压应力屈服为主要特征的“面效应”型消应力工艺，伴随一定的 振动时效效果，比较适合高拘束状态短焊缝的局部处理。