焊接应力与变形及措施.docx

焊接应力与变形及措施.docx焊接应力与变形：
焊接变形和残余应力的不利影响：
焊接变形
焊接应力

{
{

影响工件形状、尺寸精度
影响组装质量
增大制造成本———矫正变形费工、费时
降低承载能力———变形产生了附加应力
降低承载能力
引起焊接裂纹，甚至脆断
在腐蚀介质中，产生应力腐蚀裂纹
引起变形
焊接变形和应力的产生原因：
根本原因：对焊件进行的不均匀加热和冷却，如图 6-2-8
{
焊接加热时，焊缝区受压力应力（因膨胀受阻，用符号“
- ”表示）
焊接应力
远离焊缝区手拉应力（用符号“ +”表示）
焊后冷却时，焊缝受拉应力（因收缩受阻），远离焊缝区受压应力
焊接变形：当焊接应力超过金属 σs时，焊件将产生变形
焊接应力和焊接变形总是同时存在，不会单独存在， 当母材塑性较好， 结构刚度较小时，焊接变
形较大而应力较小；反之，则应力较大而变形较小。
焊接变形的控制和矫正：
焊接变形的基本形式 ，如图 6-2-9
如图 6-2-9
常见的焊接残余变形的类型
1、 2---
纵向收缩量 3---
横向收缩量
4 、 5---
角变形量 f---
挠度
（ 1）收缩变形： 即焊件沿焊缝的纵向和横向尺寸减少，
是由于焊缝区的纵向和横向收缩引起的。
如图 5-2-9 a
2）角变形：即相连接的构件间的角度发生改变，一般是由于焊缝区的横向收缩在焊件厚度上分布不均匀引起的。如图 5-2-9b
（ 3）弯曲变形：即焊件产生弯曲。通常是由焊缝区的纵向或横向收缩引起的。如图 5-2-9c
4）扭曲变形： 即焊件沿轴线方向发生扭转， 与角焊缝引起的角度形沿焊接方向逐渐增大有关。如图 5-2-9d
5）失稳变形（波浪变形）：一般是由沿板面方向的压应力作用引起的。如图5-2-9e
控制焊接变形的措施
（ 1）设计措施（详见焊接结构设计）
尽量减少焊缝的数量和尺寸， 合理选用焊缝的截面形状， 合理安排焊缝位置──尽量使焊缝对称
或接近于构件截面的中性轴（以减少弯曲变形）。如图 6-2-10
图 6-2-10 焊缝位置安排
（ 2）工艺措施
① 反变形法：即焊前使构件产生与焊接残余变形方向相反的变