焊接应力与变形分析报告附改善措施.doc

焊接应力与变形的分析及改善措施作为钢结构制作和连接的主要技术,焊接已经被广泛应用于钢结构的制作和安装工艺之中。然而,焊接中产生的变形问题不仅影响了钢结构的外观和使用性能,如果严重的话甚至会导致焊件报废。有鉴于此,必须对焊接变形不同类型和原因进行全面分析,并采取有力措施控制焊接变形量,以确保不断提高生产效率和钢结构工程质量 1焊接变形的基本类型分析焊接变形的基本类型。所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程中,由于施焊电弧高温引起的变形,以及焊接完成后在构件中的残余变形现象。在这两类变形中,焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素,也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形;根据变形的不同特点则可分为:角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形。在这些变形类型中,角变形和波浪变形属于局部变形,而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型是整体变形。。钢结构刚度:刚度是指结构体对拉伸方向和弯曲变形的抵抗能力。钢结构的刚度主要取决于结构截面形状和尺寸的大小。图给出了引起焊接应力和变形的主要因素及其内在联系。焊接时的局部不均匀热输入是产生焊接应力与变形的决定因素。热输入是通过材料因素、制造因素和结构因素所构成的内拘束度和外拘束度而影响热源周围的金属运动,最终形成了焊接应力和变形。材料因素主要包括有材料特性、热物理常数及力学性能(热膨胀系数α=f(T),弹性模量E=f(T),屈服强度σs=f(T),σs(T)≈0时的温度TK或称“力学熔化温度”以及相变等);在焊接温度场中,这些特性呈现出决定热源周围金属运动的内拘束度。制造因素(工艺措施、夹持状态)和结构因素(构件形状、厚度及刚性)则更多地影响着热源周围金属运动的外拘束度。文档来自于网络搜索焊接应力和变形是由多种因素交互作用而导致的结果。通常,若仅就其内拘束度的效应而言,焊接应力与变形产生机理可表述如下。焊接热输入引起材料不均匀局部加热,使焊缝区熔化;而与熔池比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(如长焊缝的两侧)又受到周围条件的制约,而不能自由收缩,在不同程度上又被拉伸而卸载;与此同时,熔池凝固,金属冷却收缩时也产生相应的收缩拉应力与变形。这样,在焊接接头区产生了缩短的不协调应变(即残余塑性应变,或称初始应变、固有应变)。文档来自于网络搜索焊接应力和变形是由多种因素交互作用而导致的结果。通常,若仅就其内拘束度的效应而言,焊接应力与变形产生机理可表述如下。焊接热输入引起材料不均匀局部加热,使焊缝区熔化;而与熔池比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(如长焊缝的两侧)又受到周围条件的制约,而不能自由收缩,在不同程度上又被拉伸而卸载;与此同时,熔池凝固,金属冷却收缩时也产生相应的收缩拉应力与变形。这样,在焊接接头区产生了缩短的不协调应变(即残余塑性应变,或称初始应变、固有应变)。文档来自于网络搜索与焊接接头区产生的缩短不协调应变相对应,在构件中会形成自身相平衡的内应力,通称为焊接应力。焊接接头区金属在冷却到较低温度时,材料回复到弹性状态;此时,若有金相组织转变(如奥氏