焊接残余应力会导致结构件承载能力下降,或使其形状尺寸发生变化,若变形过大会导致结构失效,工程上许多事故是由残余应力引起的,因此,减少和消除焊接残余应力的措施具有重要意义。
减少残余应力的焊前措施
合理的结构设计。焊件在设计时结构尽量简单、尺寸合理、所用材料工艺性好、厚薄变化均匀等,满足以上要求可以有效地减少焊接应力,提高产品的合格率。
合理的工艺设计。设计焊接工艺时应尽量做到,减少焊接接头数量;焊缝与焊缝间应保留足够的距离;焊缝应避免交叉,尽量不要出现十字焊缝;焊缝要尽量远离高应力区;焊前预热等。
消除残余应力的焊后措施
热处理消除法。退火在热处理工程消除焊接残余应力中比较常见。退火温度越高、保温时间越长,消除焊接残余应力的效果也就越好。但是温度过高带来的负面效应也很明显,它会使工件表面氧化速度加快,金相组织发生变化的可能性增大,甚至影响构件的机械强度或表面特性。
拉伸消除法。残余应力也可采用机械拉伸法(预载法)来处理,以减小并消除焊接残余应力。
机械振动时效法。机械振动时效法是利用由偏心轮和变速电机组成的激振器,使焊接结构件发生共振所产生的循环应力来降低焊接内应力的方法。经过对其残余应力的变化情况分析得出,当交变载荷达到一定数值,经过多次循环振动后,焊接结构中的残余应力明显降低。
振动时效设备简单,成本较低,时间较短,节能环保,无高温回火给金属表面造成的氧化问题,目前在生产中使用较为广泛。
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