焊接结构-焊接残余应力
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。
钢结构焊接残余应力产生的原因
钢结构焊接残余应力产生的原因1. 概述钢结构焊接残余应力是指焊接过程中产生的应力，其主要原因有以下几个方面。
2. 材料本身的性质钢材具有较高的热导率和热膨胀系数，当焊接时，焊缝附近会受到高温热源的加热，导致局部区域温度升高。
由于热膨胀系数的差异，焊接区域与周围区域的线膨胀不一致，产生残余应力。
3. 焊接过程中的温度变化焊接过程中，焊缝区域会经历高温、中温和低温阶段的温度变化。
在高温阶段，焊缝区域受到热源的加热，温度升高，材料发生热膨胀。
在冷却过程中，焊缝区域受到快速冷却的影响，温度迅速下降，材料发生收缩。
这种温度变化导致焊接区域产生应力。
4. 焊接变形引起的应力焊接过程中，焊缝区域会发生热胀冷缩变形，导致焊接件产生塑性变形。
塑性变形会引起应力集中，从而产生残余应力。
5. 焊接过程中的约束焊接过程中，焊接件通常由多个部件组成，这些部件之间会存在约束。
约束会限制焊接件的自由变形，导致焊缝区域产生应力。
6. 焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择直接影响焊接过程中的温度变化和应力分布。
不合理的焊接工艺参数选择会导致焊接残余应力的产生。
7. 焊接残余应力的影响焊接残余应力对钢结构的性能和使用寿命有着重要的影响。
它可能导致焊接件的变形、开裂和疲劳破坏等问题。
7.1 变形焊接残余应力会引起焊接件的变形，导致尺寸偏差和形状不规则，影响钢结构的装配和使用。
7.2 开裂焊接残余应力会使焊接区域的应力超过材料的承受能力，导致开裂的产生。
开裂会降低钢结构的强度和耐久性。
7.3 疲劳破坏焊接残余应力会使焊接区域的应力集中，从而导致疲劳破坏的产生。
疲劳破坏是由于应力循环加载引起的，会减少钢结构的使用寿命。
8. 焊接残余应力的控制与消除为了减少焊接残余应力的影响，可以采取以下措施：8.1 合理选择焊接工艺参数合理选择焊接工艺参数，控制焊接过程中的温度变化和应力分布，减少焊接残余应力的产生。
8.2 采用预加热和后热处理通过预加热和后热处理，可以改变焊接区域的温度分布，减小焊接残余应力的大小。
焊接结构中的残余应力
３ｌ ． ６ｓｓ ．
℃一
ｔ × ０６ ８ １－
℃
１ ５ ００
ｏ／ ａ ｙ ＭＰ
３０ ０
Ｅ 伊ａ
ｌ３０ ９００
耐 一ｆＸ ｏ ％）
１８ ５
．
￣＝ｒ似 ％） ＂Ｃ ｙ ｙ
２１ ０ ０年
国
外
核
动
力
第 ３期
焊接 结构 中的残余应 力
Ｒ． ． ｇ ａ ｔ Ｈ Ｌｅ ｇ ｔ
（ 国焊 接研 究所 ） 英
摘要 ： 本文讨论 了焊接结构中残余应力 的性质 ， 包括其大小、方 向性 、 间分布 、范围 空 和种类 。以下 因素均会对残余应 力产生影 响 ： 材料性能 、 材料制造 、 焊接构件的几何形状和 加 ＿工艺 、焊接工艺 、焊后 处理 工艺和服役条件 。 Ｔ 本 文给出 了板对接焊缝 、 管对接 环焊缝 以及表 面堆焊 中的残余应力分布实例 。 这些实例 表明 ，不 同几何形状的焊接接头 ， 其残余应力 的大小和分布是不同的。本文验证了各构件材 料的力学性能 、 学性能和相组成对残余 应力的影响 ， 热 以及在焊接过程 中残余应力对焊道顺 序和焊接中所使用约束的敏感性 ， 并采用管材和压力容器 的对接环焊缝的一般范例来进一步
由于焊缝金属和邻近母材焊后冷却的热收缩导致 的。若满足以下 ２ 个条件 ，残余拉应力 的大小将与材料本身屈服强度相近，即：
（） １ 被加热金属的 自由收缩受到约束 。 （ ）由退火温度降至环境温度或退火前 的温度时，材料的热收缩应力大于材料本身 ２ 的屈服应 力 。 第一种情况是被连接部件的几何形状及材料硬度的综合作用的结果 ，此点将在本文 后面部分进行探讨 ； 第二种情况是材料性能导致 的结果 ，将在以下的章节中进行讨论。
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。
焊接应力产生的原因及处理方法
焊接应力产生的原因及处理方法焊接是一种常见的金属连接方法，常用于制造业和修复工程中。
然而，焊接过程中产生的焊接应力却是一个常见的问题，可能导致焊接结构的变形、开裂甚至破坏。
了解和处理焊接应力是非常重要的。
一、焊接应力的原因1. 温度梯度引起的收缩应力：焊接过程中，焊接区域会受到短时间内的高温冲击，而周围区域的金属温度则较低。
这样的温度梯度将导致焊接区域产生热收缩，而周围区域则保持相对稳定，从而引起焊接应力。
2. 相变引起的体积变化：在焊接过程中，金属的结构可能发生相变，如固态相变或晶体结构重排。
这些相变往往伴随着体积的变化，从而引起焊接区域的应力。
3. 材料匹配问题：如果焊接材料与基材存在差异，如化学成分、热膨胀系数等方面的不匹配，焊接过程中可能会引起应力。
4. 焊接变形的限制：焊接过程中，由于局部加热和相变的影响，金属可能发生形状变化。
而焊接变形的限制，如约束或夹具，会阻碍焊接结构的自由变形，从而产生应力。
5. 焊接过程参数的选择：焊接过程中的工艺参数选择不当，例如焊接速度、电弧电流或电压等方面的选择错误，可能导致焊接区域过热或冷却不充分，进而产生焊接应力。
二、焊接应力的处理方法1. 预热和后热处理：预热焊接材料可以减少焊接区域的温度梯度，从而降低焊接应力的产生。
后热处理可以通过对焊接结构进行加热和冷却的控制，缓解或消除焊接应力。
2. 选择合适的焊接材料：选择合适的焊接材料，包括焊丝、焊条和填充材料，可以减少焊接区域与基材之间的差异，从而降低焊接应力。
3. 使用轻量化结构设计：在焊接结构的设计过程中，考虑减少焊接材料的使用量，避免产生不必要的焊接应力。
4. 控制焊接过程参数：通过合理选择焊接速度、电流、电压等参数，控制焊接过程的热输入和冷却速度，从而降低焊接应力的产生。
5. 合理约束和夹具设计：在焊接过程中，合理约束和夹具的设计可以防止过大的焊接变形，减少焊接应力的产生。
三、对焊接应力的个人观点和理解焊接应力是焊接过程中的一个常见问题，对于确保焊接结构的长期稳定和性能的发挥至关重要。
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。
减少焊接残余应力的方法
减少焊接残余应力的方法焊接残余应力是焊接过程中产生的一种应力，它会对焊接结构的性能和使用寿命产生不利影响。
为了减少焊接残余应力，保证焊接结构的质量和可靠性，我们可以采取以下几种方法：1. 控制焊接参数焊接参数的选择对焊接残余应力有重要影响。
在进行焊接前，需要对焊接材料的性质进行全面了解，选择合适的焊接电流、电压和速度等参数。
通过控制焊接参数，可以减少焊接过程中的热输入，从而减小焊接残余应力的产生。
2. 采用预热和后热处理预热是指在进行焊接前，提前对焊接部位进行加热处理。
通过预热可以改变焊接部位的组织结构，减少焊接时的热应力，从而减少焊接残余应力的产生。
后热处理是指在焊接完成后，对焊接部位进行加热或冷却处理。
通过后热处理可以改变焊接部位的组织结构，缓解残余应力，提高焊接结构的抗应力能力。
3. 采用合适的焊接顺序焊接顺序的选择对焊接残余应力的分布有重要影响。
通常情况下，应先进行低应力的焊接，再进行高应力的焊接。
这样可以有效地减少焊接残余应力的积累，降低焊接结构的应力水平。
4. 采用适当的焊接方式不同的焊接方式对焊接残余应力的产生有不同的影响。
例如，TIG 焊接比MIG焊接产生的残余应力要小。
因此，在焊接过程中应选择合适的焊接方式，以减少焊接残余应力的产生。
5. 采用适当的焊接接头形式焊接接头的形式对焊接残余应力的分布和大小有重要影响。
一般情况下，采用U型接头或V型接头可以降低焊接残余应力的产生。
此外，还可以采用适当的补偿接头结构，以减少焊接残余应力的影响。
6. 采用适当的焊接填充材料焊接填充材料的选择对焊接残余应力的产生有一定的影响。
一般情况下，选择与基材相似的焊接填充材料可以减小焊接残余应力的产生。
此外，还可以选择具有较低热膨胀系数的填充材料，以减少焊接残余应力的影响。
7. 采用适当的焊接工艺焊接工艺的选择对焊接残余应力的产生有重要影响。
在进行焊接时，应选择合适的焊接工艺，尽量避免焊接过程中的过热和过冷。
焊接残余应力与变形
焊接残余应力和焊接变形焊接残余应力(welding residual stresses)简称焊接应力,有沿焊缝长度方向的纵向焊接应力,垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。
1、纵向焊接应力焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程。
在施焊时,焊件上产生不均匀的温度场,焊缝及其附近温度最高,可达1600℃以上,而邻近区域温度则急剧下降。
不均匀的温度场产生不均匀的膨胀。
温度高的钢材膨胀大,但受到两侧温度较低、膨胀量较小的钢材所限制,产生了热塑性压缩。
焊缝冷却时,被塑性压缩的焊缝区趋向于缩短,但受到两侧钢材限制而产生纵向拉应力。
在低碳钢和低合金钢中,这种拉应力经常达到钢材的屈服强度。
焊接应力是一种无荷载作用下的内应力,因此会在焊件内部自相平衡,这就必然在距焊缝稍远区段内产生压应力2、横向焊接应力横向焊接应力产生的原因有二:一是由于焊缝纵向收缩,使两块钢板趋向于形成反方向的弯曲变形,但实际上焊缝将两块钢板连成整体,不能分开,于是两块板的中间产生横向拉应力,而两端则产生压应力。
二是由于先焊的焊缝已经凝固,会阻止后焊焊缝在横向自由膨胀,使其发生横向塑性压缩变形。
当焊缝冷却时,后焊焊缝的收缩受到已凝固的焊缝限制而产生横向拉应力,而先焊部分则产生横向压应力,在最后施焊的末端的焊缝中必然产生拉应力。
焊缝的横向应力是上述两种应力合成的结果。
3、厚度方向的焊接应力在厚钢板的焊接连接中,焊缝需要多层施焊。
因此,除有纵向和横向焊接应力σx、σy外,还存在着沿钢板厚度方向的焊接应力σz。
在最后冷却的焊缝中部,这三种应力形成同号三向拉应力,将大大降低连接的塑性。
3.4.2 焊接应力和变形对结构工作性能的影响一、焊接应力的影响1、对结构静力强度的影响对在常温下工作并具有一定塑性的钢材,在静荷载作用下,焊接应力是不会影响结构强度的。
设轴心受拉构件在受荷前(N=0)截面上就存在纵向焊接应力。
在轴心力N作用下,截面bt部分的焊接拉应力已达屈服点fy,应力不再增加,如果钢材具有一定的塑性,拉力N就仅由受压的弹性区承担。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
应力：σZ）
焊接结构工程 （一）、纵向应力 1、σX的分布
在低碳钢和普通低合金钢的焊接结构中，
其任意横截面上的应力性质均相同，即： 焊缝及其附近的压缩塑性变形区内为拉应 力，且数值一般达到材料的屈服极限σS，而稍 离开焊缝区，拉伸应力迅速陡降，继而出现残
曲线3，则焊件不会产生裂纹。
焊接结构工程
3、圆筒上环焊缝引起的纵向应力 圆筒上环焊缝引起的纵向应力对于圆筒体就是 切向应力。 a. σx的分布规律： 在焊缝及其附近的区域内为拉伸应力，远离焊 缝则为压缩应力。 b. σx的特点 • 圆筒体环焊缝引起的σx比平板直缝小
圆筒体环焊缝在焊后要整体向内收缩，使半径
当焊缝位于平板中心，B较小时，σx分布在
整个宽度上，并随B↑，拉、压应力区交替出现， 应力区面积增大；若B很大，则σx只在焊缝附近
一定区域内分布。
当焊缝并非位于平板中心，σx在较宽一处 附近分布。
焊接结构工程 c.材质的影响 结构材质不同，其焊缝上σx的分布也不同，
随材料膨胀系数和弹性模数的降低，纵向应
余压应力。显然，沿整条焊缝分布的σX 都为
拉应力，但拉应力的分布并不完全相同。
焊接结构工程
焊接结构工程
在焊缝的中间区域，拉应力数值恒定，为材料的
σS，而在板件两端，拉应力逐渐变化，在自由端面 （0-0截面）处σX=0。靠近自由端面的Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ
截面σX＜σS，随着截面离开自由端距离的增加σX逐
焊接结构工程
第三节
焊接残余应力
通常意义的焊接应力实际包括两类：
焊接瞬时应力： 焊接过程中某瞬时存在于结构中的应力。
焊接残余应力： 焊接后残留于结构中的应力。
焊接结构工程
一、焊接残余应力的分布
构件厚度不大δ<15-20mm ，残余应力为纵、 横双向状态,即双轴平面应力
构件厚度较大δ>二）横向残余应力σy
横向残余应力是垂直于焊缝轴向的应力， 分布情况较复杂，主要由两部分组成：
(1) 焊缝及其附近的塑性变形区的纵向
收缩引起的横向应力，用σy′表示； (2) 焊缝及其附近的塑性变形区的横向 收缩的不同时性引起的横向残余应力，用 σy〞表示。
横向残余应力σy是由σy’和σy’’叠加而成
渐趋近于σS，通常把板条中部σX基本保持不变的区 域称为稳定区，把板件两端称为残余应力过渡区。
焊接结构工程
2、影响σx分布的因素
a.焊缝长度L L↑，σx增加直至屈服极限；同时，焊缝 越长，板条中部稳定区越长；随着焊缝缩短， σx减小且稳定区逐渐减小，直至消失。
焊接结构工程
b .板宽(B） 板宽不同，焊接σx分布不同
焊接结构工程
图2-30 焊接管道的残余应力分布
焊接结构工程 减小，焊缝沿圆周长度上的收缩比平板直缝收 缩具有更大的自由度，其收缩受阻程度较小， σx比平板直缝小。
σx的大小取决于圆筒半径R、壁厚δ和焊接压
缩塑性变形区的宽度bp。
在壁厚δ不变时，σx随圆筒半径 R 的增 大而增大，随压缩塑性变形区宽度bp的增大而 减小，当半径与壁厚之比较大时，σx的分布 逐渐与平板接近。
力的最大值也会随之降低。
低碳钢：焊接热场分布不均匀，焊接区各部 分之间的温差大，焊缝附近的压缩塑性区及 塑变量大，σx大。
铝合金：因其导热系数高，热场趋于均匀，
等温线分布接近正圆，材料加热膨胀受到的
焊接结构工程
阻碍小，塑性变形小，残余应力低。
σx≈0.6-0.8σs
钛合金：膨胀系数、弹性模量低，αE=1/3钢， 产生的塑性应变不大，σx 低。σx≈0.5-
焊接结构工程
从中间向两端焊接，由于中间部分先
焊接先收缩，两端后焊接后收缩，则两端 部分的横向收缩要受到中间部分的限制， 因此σy 〞的分布是；中间受压，两端受 拉；相反，从两端向中间焊接，中间受拉，
两端受压。
• 直通焊缝的σy 〞 ： 由于焊缝尾部最后焊完，其横向收缩
焊接结构工程
将受到前面焊缝的限制，尾部受到拉应力 作用；焊缝中部由于靠近尾部，受到尾部 的反作用，因此中部受压，起焊处要保证 内应力平衡，必然受到拉应力作用 • 分段退焊或分段跳焊 应力分布将出现多次拉、压应力的交 替分布，残余应力的峰值较低，因此直通
0.8σs钢
焊接结构工程
图2-19 高温时材料屈服强度变化
图2-20 纵向残余应力分布
焊接结构工程
图2-21高强度钢对接焊缝纵向残余应力
曲线0为低碳钢焊 件中典型的残余应 力分布，焊缝处的 最大残余应力值可 高达材料的屈服应 力 。 曲线 1 、 2 、 3 表 示 HY-130 或 HY180 等 一 些 高 强 度 钢焊件中可能出现 的纵向残余应力分 布。
焊接时，焊缝不是同时完成，金属各部
分在焊接时总有先后之分，先焊的部分先冷
却，后焊的部分后冷却，先冷却的部分由于 恢复刚性要限制后冷却部分的横向收缩，相 当于对后焊部分施加了拉伸作用，相反，为 了平衡拉应力，后焊部分对先冷却部分相当
于施加压缩作用，这种限制与反限制就构成
σy 〞
焊接结构工程 σy 〞的分布与焊接方向、分段方法 及焊接顺序等有关。
焊接结构工程
图2-24 纵向收缩引起横向残余应力
焊接结构工程 2、影响因素
a.焊缝长度L：
L越大， σy ′越低 b.平板宽度B 随平板宽度B↑,σy ′↓。 B↑, L/B↓,构件刚性↑,焊缝纵向切开后,纵
向收缩量↓,σy ′↓
图2-26 焊缝长度对横向残余应力的影响
焊接结构工程
3、σy〞的形成
焊接结构工程
假如最大残余拉伸应力高达屈服应力，则应力分 布如图中的曲线 1 。显然，这种情况下将产生严 重的残余应力和变形，在焊接区可能产生裂纹。 如果分布规律如曲线 2 ，高值残余拉伸应力仅局 限于狭窄区域内，则残余变形显然比上述情况要 小得多，但由于最大残余拉伸应力仍然很大，所
以也有可能在焊接区产生裂纹。如果分布规律如
焊接结构工程
1、σy ′的形成：
图2-24是由两块平板对接而成的构件，假
设沿焊缝中心将构件分开，则相当于分别在两
平板相对的一侧堆焊，焊后两平板应向焊缝一 侧弯曲。若使板恢复平直，必须在每块钢板的 两端施加横向压力，在焊缝中部施加横向拉力， 由此在构件中产生了横向残余应力。 在σy′中，两端压应力的最大值比中间 拉应力的最大值大得多。