焊接應力和變形的原因是什麼

Ⅰ 鋼結構焊接後產生殘余應力和變形的主要原因是什麼

焊件在焊接過程中，熱應力、相變應力、加工應力等超過屈服極限（Yield strength），以致冷卻後焊件中留有未能消除的應力。 這樣，焊接冷卻後的殘余在焊件中的宏觀應力稱為殘余焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。 焊接殘余應力，是焊接工程研究領域的重點問題。涉及焊接的各種工程應用中，都十分關注殘余應力的影響。例如，在土木工程領域，對於鋼結構焊接連接，殘余應力對結構的疲勞性能，穩定承載力等均有影響。
焊接應力有暫時應力與殘余應力之分。暫時應力只在焊接過程中一定的溫度條件
下存在，當焊件冷卻至常溫時，暫時應力即行消失。焊接殘余應力是指焊件冷卻後殘留在焊件內的應力。從結構的使用要求來看，焊接殘余應力有著重要意義。殘余應力按其方向可分為縱向、橫向和沿厚度方向的應力三種。
1.縱向焊接殘余應力
焊接過程一個不均勻加熱和冷卻的過程。在施焊時，焊件上產生不均勻的溫度場，
焊縫及附近溫度最高，可達1600℃以上，其鄰近區域則溫度急劇下降。不均勻的溫度場將產生不均勻的膨脹。焊縫及附近高溫處的鋼材膨脹最大，由於受到兩側溫度較低，膨脹較小的鋼材的限制，產生了熱狀態塑性壓縮。焊縫冷壓時，被塑性壓縮的焊縫區趨向於縮得比原始長度稍短，這種縮短變形受到焊縫兩側鋼材的限制，使焊縫區產生縱向拉應力。在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉應力以常達到鋼材的屈服強度。焊接殘余應力是荷載未作用時的內應力，因此會在焊件內部自相平衡，這就必然在距焊縫稍遠區域應力。用三塊剪切下料的鋼板焊成的工字形截面，縱向焊接殘余應力分布。
2.橫向殘余應力
橫向殘余應力產生的原因有：①由於焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向於外彎成弓形的趨勢，但在實際上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不能分開，於是在焊縫中部將產生橫向拉應力，而在兩端產生橫向壓應力。②焊縫在施焊過程中，先後冷卻的時間不同，先焊的焊縫已經凝固，且具有一定的強度，會阻止後焊焊縫在橫向的自由膨脹，使其產生橫向的塑性壓縮變形。當焊縫冷卻時，後焊焊縫的收縮受到已凝固焊縫的限制而產生橫向拉應力，同時在先焊部分的焊縫內產生橫向壓應力。橫向收縮引起的橫向應力與施焊方向及先後次序有關，焊縫的橫向殘余應力是上述兩種原因產生的應力的合成。
3.沿焊縫厚度方向的殘余應力
在厚鋼板的連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向殘余應力之外，沿厚度方向還存在著殘余應力。這三種應力可能形成比較嚴重的同號三軸應力；會大大降低結構連接的塑性。這就是焊接結構易發生脆性破壞的原因之一。
以上分析是焊件在無外加約束情況下的焊接殘余應力。若焊件施焊時處在約束狀態，如採用強大夾具或焊件本身剛度較大等，焊件將因不能自由伸縮變形而產生更大的焊邊殘余應力，且隨約束程度增加而增大。
如果想要解決殘余應力和焊接變形的問題最好的辦法是振動時效啊，沒有 熱時效那麼麻煩而且還能消除95%以上的殘余應力，華雲家的就不錯，你可以看一下。。。

Ⅱ 為什麼焊接過程中會產生應力和變形

焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。

當焊接引起的不均勻溫度場尚未消失時，焊件中的這種應力和變形稱為瞬態焊接應力和變形;焊接溫度場消失後的應力和變形稱為殘余焊接應力和變形。在沒有外力作用的條件下，焊接應力在焊件內部是平衡的。

焊接應力和變形在一定條件下會影響焊件的功能和外觀，因此是設計和製造中必須考慮的問題。

(2)焊接應力和變形的原因是什麼擴展閱讀：

焊接變形的預防和控制：

焊接變形的大小與焊縫的尺寸、數量和布置有關。

首先從設計上合理地確定焊縫的數量、坡口的形狀和尺寸，並恰當地安排焊縫的位置，對於減少變形十分重要。

在工藝上採用高能量密度的焊接方法和小線能量的工藝參量，例如多層焊對減少焊縫的縱、橫向收縮以及由此引起的撓曲和失穩變形是有利的。

但多層焊對角變形不利。採用合理的裝配、焊接順序、反變形和剛性固定可以減少焊接變形。

參考資料來源：網路—焊接應力和變形

Ⅲ 產生焊接應力和變形的原因是什麼消除焊接應力的辦法有哪些

產生焊接應力和變形的原因是什麼是殘余應力和不均勻加熱， 消除焊接應力的辦法有盡量減少其產生，熱處理， 捶擊， 噴丸等。

Ⅳ 什麼變形是導致焊接應力與變形的主要根源

1、原因：焊件變形是指在焊接過程中，由於對焊件局部加熱與冷卻作用，使熔填金屬與母材附近產生熱應變，這種熱應變在焊道冷卻時會產生收縮應力，因而使焊件產生彎曲，扭曲或扭轉等現象，稱之為變形。由上述可知，變形是焊接施工過程中，由於熱脹與冷縮作用之結果所造成，因此也可說溫度是造成變形的主要因素。
2、焊接：也稱作熔接、鎔接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。

Ⅳ 焊接變形和應力產生的原因和預防措施有哪些

焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。焊接過程中，對焊件進行不均勻加熱和冷卻，是產生焊接應力和變形的根本原因。減少焊接應力與變形的工藝措施主要有：
一、預留收縮變形量 根據理論計算和實踐經驗，在焊件備料及加工時預先考慮收縮餘量，以便焊後工件達到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據理論計算和實踐經驗，預先估計結構焊接變形的方向和大小，然後在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預置變形，以抵消焊後產生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定，焊後待焊件冷卻到室溫後再去掉剛性固定，可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應力，只適用於塑性較好的低碳鋼結構。
四、選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫自由收縮。焊接焊縫較多的結構件時，應先焊錯開的短焊縫，再焊直通長焊縫，以防在焊縫交接處產生裂紋。如果焊縫較長，可採用逐步退焊法和跳焊法，使溫度分布較均勻，從而減少了焊接應力和變形。
五、錘擊焊縫法 在焊縫的冷卻過程中，用圓頭小錘均勻迅速地錘擊焊縫，使金屬產生塑性延伸變形，抵消一部分焊接收縮變形，從而減小焊接應力和變形 。
六、加熱「減應區」法 焊接前，在焊接部位附近區域(稱為減應區)進行加熱使之伸長，焊後冷卻時，加熱區與焊縫一起收縮，可有效減小焊接應力和變形。
七、焊前預熱和焊後緩冷 預熱的目的是減少焊縫區與焊件其他部分的溫差，降低焊縫區的冷卻速度，使焊件能較均勻地冷卻下來，從而減少焊接應力與變形。

Ⅵ 焊接變形的原因是

材料對於焊接變形的影響不僅和焊接材料有關,而且和母材也有關系,材料的熱物理版性能權參數和力學性能參數都對焊接變形的產生過程有重要的影響。其中熱物理性能參數的影響主要體現在熱傳導系數上,一般熱傳導系數越小,溫度梯度越大,焊接變形越顯著。力學性能對焊接變形的影響比較復雜,熱膨脹系數的影響最為明顯,隨著熱膨脹系數的增加焊接變形相應增加。同時材料在高溫區的屈服極限和彈性模量及其隨溫度的變化率也起著十分重要的作用。

Ⅶ 焊接應力產生的根本原因是甚麼焊接變形的種類有哪些按照引起原因焊接應力可以分為幾類

焊接應力的根本原因就是焊接的時候溫度很高，而當溫度降低之後，焊接構件的各個部份的變形不一樣，由此而產生焊接應力。

Ⅷ 焊接應力產生的原因

對所有熔化式焊接，在焊縫及其熱影響區都存在較大的殘余應力，殘余應力的存在會導致焊接構件的變形、開裂並降低其承載力；同時，在焊縫的焊趾部位還存在凹坑、余高、咬邊造成的應力集中；而焊趾出的熔渣缺陷、微裂紋又形成了裂紋的提前萌生源。由於受殘余拉應力、應力集中和裂紋萌生源的影響，焊接接頭的疲勞壽命大大降低。

殘余應力都集中在焊縫附近，當焊接殘余應力與承載的工作應力疊加，其數值超過材料的屈服極限時，工件就會再焊縫附近產生焊接變形，斷裂等現象。研究殘余應力的影響不僅考慮其數值的大小，而殘余應力的方向也是重要因素，用盲孔法殘余應力檢測儀可以對焊接殘余應力值的大小和方向進行測量。

在分析殘余應力的影響時，即使焊接構件的殘余應力值遠遠低於其材料的屈服極限，但如果存在嚴重的應力集中，那麼焊接構件在其運輸和使用過程中也會因殘余應力的釋放而發生永久性的塑性變形。

(8)焊接應力和變形的原因是什麼擴展閱讀：

焊接變形的大小與焊縫的尺寸、數量和布置有關。首先從設計上合理地確定焊縫的數量、坡口的形狀和尺寸，並恰當地安排焊縫的位置，對於減少變形十分重要。

在工藝上採用高能量密度的焊接方法和小線能量的工藝參量，例如多層焊對減少焊縫的縱、橫向收縮以及由此引起的撓曲和失穩變形是有利的。但多層焊對角變形不利。採用合理的裝配、焊接順序、反變形和剛性固定可以減少焊接變形。

Ⅸ 焊接發生變形和應力有哪些原因和危害

原因就是焊接本身就是一個局部金屬高溫熔化和冷卻的過程，金屬的受熱和冷卻就會產生變形和內應力。
危害：承力件的應力會降低疲勞強度，產生疲勞開裂。變形也會加大製造的難度。

變形的控制主要有：反變形、拘束、降低熱輸入等
去應力的措施主要有：退貨、拋丸、時效等

Ⅹ 焊接應力及變形產生的原因是什麼減少和防止焊接應力及變形的常用方法是什麼

減少辦法：

1、合理設計焊接構件 在保證結構有足夠承載能力情況下，盡量減少焊縫數量、焊縫長度及焊縫截面積；要使結構中所有焊縫盡量處於對稱位置。厚大件焊接時，應開兩面坡口進行焊接，避免焊縫交叉或密集。盡量採用大尺寸板料及合適的形鋼或沖壓件代替板材拼焊，以減少焊縫數量，減少變形。

2、採取必要的技術措施 。

（1）反變形法 反變形法指經過計算或憑實際經驗預先判斷焊後的變形大小和方向，或焊前進行裝配時，將焊件安置在與焊接變形方向相反的位置。或在焊前使工件反方向變形，以抵消焊接後所發生的變形。

（2）加裕量法 加裕量法是焊前對焊件加放0．1％-0．2％的收縮量，以補充焊後的收縮。

（3）剛性夾持法 剛性夾持法是採用夾具或點焊固定等手段來約束焊接變形。此種方法能有效防止角變形和薄板結構的波浪形變形。剛性夾持法只能適用於塑性較好的一些焊接材料，且焊後應迅速退火處理以消除內應力，對塑性差的材料，如淬硬性較大的鋼材及鑄鐵不能使用，否則，焊後易產生裂紋。

（4）選擇合理的焊接順序 合理選擇焊接順序能大大減小變形。如構件的對稱兩側都有焊縫，應該設法使兩側焊縫的收縮量能互相抵消或減弱。