《焊接变形和应力》课件

焊接变形和应力课程大纲焊接变形焊接应力焊接变形的成因、类型、控制措施焊接应力的形成原因、焊接残余应力的危害、测量方法、控制措施焊接变形的成因热膨胀和收缩不均匀冷却焊接过程中，金属加热到高温，焊接区温度梯度很大，导致不均膨胀，冷却后收缩，产生应力，匀冷却，产生热应力，进而导致造成变形变形焊缝形状和尺寸焊缝形状和尺寸不合理，会加剧焊接应力和变形焊接变形的类型弯曲变形收缩变形焊接件在受热后，由于热膨胀和焊接后，由于金属材料的冷却收冷却收缩不均匀，导致板材或构缩，焊缝和周围区域会产生收缩件产生弯曲变形变形，导致工件尺寸减小扭曲变形焊接过程中，由于热应力作用，焊件会产生扭曲变形，影响工件的形状和尺寸精度弯曲变形焊接过程中，由于受热不均匀，焊件热膨胀和冷却收缩的不一致导致焊件会发生弯曲变形弯曲焊接过程中产生的应力也会导致弯曲变形收缩变形焊缝收缩热影响区收缩整体收缩焊接过程中，熔化金属冷却凝固，体积会发焊缝周围的热影响区金属也发生温度变化，焊接过程中，由于金属材料的体积收缩，整生收缩，导致焊缝和周围母材发生收缩变形导致体积收缩，这种收缩变形通常比焊缝收个结构都会发生收缩变形，导致尺寸精度降缩更显著低扭曲变形焊接方向导致扭曲焊接工件形状导致扭曲焊接过程中，热量集中在焊缝附近，导致局部材料膨胀，并在冷却工件的形状和尺寸也会影响焊接过程中的扭曲变形例如，焊接薄过程中收缩，从而产生扭曲变形板或长条形工件时，更容易出现扭曲变形焊接变形的控制措施控制焊缝尺寸合理安排焊接顺序控制焊接热输入合理选择焊材合理的焊缝尺寸可以有效地减科学的焊接顺序可以平衡焊接降低焊接热输入可以减少材料选用合适的焊材可以提高焊接少焊接变形热量，减少应力集中的热膨胀和收缩质量，减少变形控制焊缝尺寸焊缝宽度焊缝高度焊缝宽度过小，容易造成焊接接焊缝高度过低，会导致焊缝强度头强度不足，而宽度过大，则会不足，而高度过高，则会导致焊增加材料消耗，并可能影响焊缝缝应力集中，甚至造成焊缝开裂外观和后续加工焊缝长度焊缝长度应根据焊接工艺要求和工件结构进行设计，过短会影响焊缝强度，过长则会增加焊接时间和成本合理安排焊接顺序减少应力集中通过合理安排焊接顺序，可以有效降低焊缝区域的应力集中程度，减少焊接变形控制变形方向焊接顺序的安排可以控制焊接变形的方向，避免出现不可预期的变形现象提高焊接效率科学的焊接顺序可以优化焊接流程，提高焊接效率，降低生产成本控制焊接热输入降低焊接电流和焊接速度缩短焊接时间，减少热量输入采用小直径焊条或焊丝合理选择焊材材质匹配焊接性能12焊材应与母材的化学成分和机焊材应具有良好的焊接性能，械性能相匹配例如熔敷率、抗裂性能和抗气孔性能等经济性3选择性价比高的焊材，既能满足焊接要求，又能降低焊接成本采用辅助装置夹具可固定工件，减少变形支撑架可支撑焊件，防止下垂磁性工具可辅助焊接，提高效率应力的形成原因热应力相变应力约束应力焊接过程中，高温区域和低温区域之间存焊接热输入会导致金属发生相变，不同相焊接过程中，焊接接头的变形受到周围材在温度梯度，导致材料膨胀和收缩不均，的材料具有不同的力学性能，导致应力集料的约束，产生约束应力约束应力会影从而产生热应力中，产生相变应力响焊接接头的强度和稳定性焊接残余应力应力集中塑性变形应力释放焊接过程中，材料内部产生不均匀的温度变焊接完成后，材料冷却过程中产生的应力，焊接残余应力是焊接过程中不可避免的，会化，导致材料发生膨胀和收缩，从而产生应部分被塑性变形吸收，部分以残余应力的形对结构的强度和稳定性造成负面影响力式保留在材料中焊接残余应力的危害降低构件强度影响构件尺寸稳定性诱发疲劳裂纹123焊接残余应力会降低构件的抗拉强度焊接残余应力会导致构件发生变形，焊接残余应力会加速构件在反复荷载，使其更容易发生断裂影响其尺寸精度下的疲劳损伤，导致裂纹产生焊接残余应力的测量方法射线法中子衍射法X通过射线照射焊缝，根据射线穿利用中子束照射焊缝，测量中子X透焊缝的不同程度，可以判断焊束衍射的角度变化，可以精确地接残余应力的大小测量焊接残余应力孔隙法应变测量法在焊缝上钻孔，测量孔隙的变化使用应变片或其他应变传感器，，可以间接地推算出焊接残余应测量焊缝的应变变化，可以计算力的大小出焊接残余应力射线法X射线照射影像记录应力分布X将工件放置于射线照射下，射线穿过工射线影像通过射线胶片或数字化设备记通过射线影像的密度变化，可以分析焊缝X X XXX件形成射线影像录下来，并进行分析附近区域的应力分布情况中子衍射法利用中子束照射材料，通过分析中子中子与原子核发生相互作用，产生衍束的衍射图样来确定材料内部的晶体射现象，从而获得材料内部的原子排结构和残余应力列信息孔隙法原理优点12利用钻孔或切槽后产生的应力操作简便，成本较低，适用于集中效应，通过测量孔隙或切各种形状和尺寸的工件槽周围的应变变化，来间接计算焊接残余应力缺点3测量精度相对较低，难以测量深层应力，存在破坏性应变测量法原理优点缺点基于电阻应变片原理，将应变片粘贴在被测量精度高，应用范围广，可测量各种形测量过程较为繁琐，需要专业的设备和人测物体表面，通过测量应变片电阻的变化状和尺寸的物体员操作，成本较高，计算出物体的应变焊接残余应力的控制措施合理设计焊缝形状优化焊接参数降低焊接热输入通过优化焊缝形状，例如采用斜角焊缝调整焊接电流、焊接速度和焊接电压等采用预热或分层焊接等方法，可以减少或台阶焊缝，可以有效地降低焊接应力参数，可以控制焊接热输入，从而降低焊接过程中的热量输入，降低焊接应力残余应力合理设计焊缝形状减少应力集中均匀分布应力焊缝形状应尽量平滑过渡，避免合理的焊缝形状可以使应力更加尖角和突起，降低应力集中程度均匀分布，降低局部应力过高的风险提高强度通过优化焊缝形状，可以提高焊接接头的强度和抗变形能力优化焊接参数电流和电压焊接速度热输入降低焊接热输入电流和电压焊接速度12减小电流和电压，减少热量输提高焊接速度，缩短焊接时间入，降低热量输入焊条直径3使用较小直径的焊条，减少热量输入合理安排焊接顺序减少热影响区1避免相邻焊缝重叠，减小热量集中平衡热量分布2选择合适的焊接顺序，使热量均匀分布控制变形方向3根据结构特点，选择最佳焊接顺序，有效控制变形采用应力消除热处理热处理炉应力消除过程将焊接后的工件置于热处理炉中，通过加热和冷却的方式，使残余加热至特定温度•应力得到消除或降低保温一定时间•缓慢冷却至室温•应用机械方法拉伸弯曲振动通过拉伸应力消除装置，对焊接件施加拉利用弯曲应力消除装置，对焊接件进行弯采用振动应力消除设备，通过高频振动，伸力，可以有效地降低焊接残余应力曲变形，可以有效地改变焊接残余应力分可以有效地降低焊接残余应力布课程小结本课程介绍了焊接变形和应力的基本概念、成因、类型、控制措施等问答环节欢迎大家提出问题，我们将竭诚为您解答。