产生焊接残余应力的主要因素之一是( 二 )


在冷热加工过程中,产生残余应力,高者在屈服极限附近 。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度,降低疲劳极限 , 造成应力腐蚀和脆性断裂 。并且由于残余应力的松弛,使零件产生翘曲,大大的影响了构件的尺寸精度 。因此降低构件的残余应力,是十分必要的 。
焊接应力是焊接构件由于焊接而产生的应力 。焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化 。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因 。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时,焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形;焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形 。在没有外力作用的条件下,焊接应力在焊件内部是平衡的 。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观,因此是设计和制造中必须考虑的问题 。
为了消除和减小焊接残余应力,应采取合理的焊接顺序,先焊接收缩量大的焊缝 。焊接时适当降低焊件的刚度,并在焊件的适当部位局部加热 , 使焊缝能比较自由地收缩,以减小残余应力 。热处理(高温回火)是消除焊接残余应力的常用方法 。整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好 。焊接残余应力也可采用机械拉伸法(预载法)来消除或调整 , 例如对压力容器可以采用水压试验,也可以在焊缝两侧局部加热到200℃,造成一个温度场,使焊缝区得到拉伸 , 以减小残余应力 。随着科技发展 , 近几年开始采用豪克能技术来消除焊接应力 。相比其他传统的焊接应力消除方式 , 豪克能技术有很多优势:
1、是目前最彻底消除焊接残余应力并产生出理想压应力的时效方法(各种时效方法消除残余应力 的情况如下:振动时效30~55%、热时效40~80%、豪克能时效80~100%) 。
2、可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5-100倍 。金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力提高约400% 。
3、用于消除焊接应力可完全替代热处理、振动时效等时效方法,且处理工艺简单,效果稳定可靠 。
4、不受工件材质、形状、结构、钢板厚度、重量、场地之限制,特别是在施工现场、焊接过程和焊接修复时用于消除焊接应力更显灵活方便 。
5、可直接将焊趾处的焊接余高、凹坑、咬边处理成圆滑的几何过渡,从而大大降低应力集中系数 。
6、可去除焊趾处的微观裂纹、熔渣缺陷,抑制裂纹的提前萌生 。
7、因为豪克能消除应力处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素,如:残余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等,所以是目前提高焊缝疲劳性能最有效的方法 , 且有事半功倍之效果 。