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如何減小焊接殘余應力?

時間:2018-11-27

焊接應力是引起焊接接頭中產生各種焊接裂紋的重要因素,而焊后留在焊件內的殘余應力將會影響結構的使用壽命。所以,為了提高整個構件的焊接質量,必須采取措施控制和減小焊接殘余應力。 為減小焊接殘余應力,應采取下列工藝措施:

1、采用合理的焊接順序和方向

(1)焊接平面上的焊縫,要保證縱向焊縫和橫向焊縫(特別是橫向)能夠自由收縮。如焊對接焊縫,焊接方向要指向自由端。

(2)先焊收縮量較大的焊縫,如結構上有對接焊縫,也有角焊縫,應先焊收縮量較大的對接焊縫。

(3)先焊橫向短焊縫,如圖7-28所示。

(4)工作時應力較大的焊縫先焊,使內應力分布合理,如圖7-29所示。

(5)交叉對接焊縫焊接時,必須采用保證交叉點部位不易產生缺陷的焊接順序。

T形焊縫和十字焊縫焊接時,應該將交叉處先焊的焊縫鏟干凈,按圖中的順序焊接,才能使T形焊縫和十字捍縫的橫向收縮比較自由,有助于避免在焊縫的交點處產生裂紋。

2、降低焊接結構的局部剛性 結構剛性增加時,焊接應力隨之加大。因此,降低構件焊接部件的局部剛性,有利于減小應力。在焊接封閉焊縫或其剛性較大的焊縫時,可以采取反變形法來降低結構的局部剛性或者在焊縫附近開緩和槽的方法來降低焊接部位的局部剛性。

3、加熱“減應區” 焊接時,加熱那些阻礙焊接區自由伸縮的部位,使之與焊接區同時膨脹、同時收縮.就能減小焊接應力,這種方法稱為加熱“減應區”法,或稱為同步收縮法。加熱的部位就稱為“減應區”。

4、采用“冷焊”的方法降低焊接殘余應力 “冷焊”的原則是盡量使焊接結構上的溫度分布均勻,要求焊縫的局部溫度盡量控制得低些,同時這個局部在焊接結構整體中所占的體積盡量小些。這種在結構中盡量減小溫差的辦法,可以有效地減小焊接殘余應力,降低熱應力裂紋傾向。

在冷焊操作時采用較小直徑的焊條,較小的焊接電流,每次只焊很短一段焊縫。例如,鑄鐵的補焊每段只焊10~40mm。焊剛性較大的構件,每次只焊一根或半根焊條,每道焊完后,要冷卻至不燙手時,才可焊下道焊縫。

5、錘擊焊縫 在每道焊縫冷卻過程中,用圓頭小錘錘擊焊縫,使焊縫金屬受錘擊產生塑性拉伸變形而向四周延展,抵消焊縫的收縮而降低內應力。錘擊應保持均勻適度,避免錘擊過度而產生過深的錘痕。

6、焊前預熱 焊前預熱的目的是使焊接區和結構的溫度梯度減小,降低約束度,達到減小焊接內應力的目的。焊件焊前預熱可整體預熱,也可焊接區局部預熱。預熱的方法有爐內整體加熱、局部遠紅外線加熱、局部工頻加熱、火焰加熱等。

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