焊接应力与变形及措施VIP免费

4.2焊接应力与变形：4・2・1焊接变形和残余应力的不利影响：{1.影响工件形状、尺寸精度曰、八/2.影响组装质量焊接变形3•增大制造成本矫正变形费工、费时4.降低承载能力变形产生了附加应力{1.降低承载能力2.引起焊接裂纹，甚至脆断3.在腐蚀介质中，产生应力腐蚀裂纹4.引起变形4・2・2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沁知侃时的呼刀利娈粕“尚却科笛龙力菲膏号閒&郛低蹟鏑平柄孵接丐的庭为和克范{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os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。4・2・3焊接变形的控制和矫正：4・2・3・1焊接变形的基本形式，如图6-2-9町t.)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5-2-9a（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5-2-9e4・2・3・2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，合理安排焊缝位置一一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形，使焊后变形相互抵消。如图6-2-11图6-2-11反变形法示例a）预置反变形b）塑性预弯反变形c）强制预弯反变形1棗螺旋夹头刚度大的梁若难于采用预弯反变形，下料时可将其腹板预制出一定的挠度，以抵消焊接时的弯曲变形。②加余量法：工件下料时，给工件尺寸加大一定的收缩余量，以补偿焊后的收缩。③刚性固定法：即焊前将焊件刚性固定，对防止角变形和失稳变形较有效，如图6-2-12，该法会增大焊接应力，为防止产生裂纹，一般只用于塑性好的材料。图6-2-12刚性固定法防止角度变形示例a）用夹具夹紧凸缘b）用压铁压紧薄板1棗固定夹2棗压铁3棗焊件4棗平台5棗定位焊点④合理选用焊接方法和焊接规范尽量选用能量较集中的焊接方法，如以CO2焊、等离子弧焊等代替气焊和焊条电弧焊。⑤选用合理的装配焊接顺序焊接结构分成若干件，分别装配焊接，最后再拼焊成一体，对称布置的焊缝对称施焊或同时施焊。长焊缝，可采用逆向分段焊，厚板焊接采用多层焊。4・2・3・3焊接变形的矫正（1）机械矫正法：即利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消，如图6-2-13图5-2-13机械矫正示例a）用压力机矫正弯曲变形b）用辊轮矫正失稳变形（2）火焰矫正法：即利用火焰局部加热焊件的适当部位，使其产生压缩塑性变形，以抵消焊接变形，如图5-2-14。图5-2-14梁变形的火焰矫正示例a）矫正角变形b）矫正弯曲变形1、3棗加热区域2棗焰炬f棗挠度火焰矫正一般采用一般的气焊炬。4・2・4焊接应力的调节和消除4・2・4・1调节焊接应力的措施（1）调节焊接应力的措施：①尽量减少焊缝数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉。棗多采用型材、冲压件或铸件，薄板结构采用电阻焊代替熔焊②采用刚性较小的接头棗变形大，应力小(2)工艺措施：①采用合理的焊接顺序，使焊缝收缩较为自由。如图5-2-15图5-2-15拼板焊缝的焊接顺序1、2、4、6—短焊缝3、5—直通的长焊缝宜先焊错开的短焊缝，再焊直通的长焊缝。②降低焊接接头的刚度③加热减应区棗以便焊后收缩时，加热区与焊缝一起收缩，减少焊缝的约束。④锤击焊缝棗使之产生塑性变形(伸...