工程管理課程

　　焊接殘余應(yīng)力和變形，會(huì)對(duì)焊接構(gòu)件的承載力和構(gòu)件的加工精度造成影響。應(yīng)從設(shè)計(jì)、焊接工藝、焊接方法、裝配工藝等方面著手，采取相應(yīng)的措施以降低焊接殘余應(yīng)力和減小焊接殘余變形。本條主要知識(shí)點(diǎn)是：焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生機(jī)理;焊接殘余應(yīng)力的危害及降低焊接應(yīng)力的措施;焊接變形的危害性及預(yù)防焊接變形的措施。

　　一、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生機(jī)理

　　(一)焊接應(yīng)力

　　焊接過程中由于溫度場(chǎng)的變化及焊件間的約束，在焊縫及附近區(qū)域產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料的彈性極限，以致冷卻后在焊件中留有未能消除的應(yīng)力稱為焊接殘余應(yīng)力。

　　(二)變形產(chǎn)生的機(jī)理

　　焊接熱輸入引起材料局部加熱，使焊縫區(qū)熔化，而熔池毗鄰的高溫區(qū)材料的熱膨脹則受到周圍材料的限制，受壓產(chǎn)生變形。在冷卻過程中，已發(fā)生變形的這部分材料又受到周圍材料的制約，不能自由收縮，在不同程度上又拉伸而產(chǎn)生變形。與此同時(shí)，熔池凝固，金屬冷卻收縮也產(chǎn)生了相應(yīng)的收縮拉應(yīng)力和變形。這種隨焊接熱過程而變化的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)件變形，稱為瞬態(tài)應(yīng)力與變形。在室溫條件下，焊后殘留于構(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)和宏觀變形稱為焊接殘余應(yīng)力與焊接殘余變形。

　　二、焊接殘余應(yīng)力的危害及降低焊接應(yīng)力的措施

　　(一)焊接殘余應(yīng)力的危害

　　影響構(gòu)件承受靜載能力;造成結(jié)構(gòu)脆性斷裂;影響結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度;影響結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性;應(yīng)力區(qū)易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和開裂;影響構(gòu)件精度和尺寸的穩(wěn)定性。

　　1.對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響

　　當(dāng)外部載荷產(chǎn)生的應(yīng)力與結(jié)構(gòu)中某區(qū)域的殘余應(yīng)力疊加之和達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，這一區(qū)域的材料就會(huì)產(chǎn)生局部塑性變形，喪失了進(jìn)_步承受外部載荷的能力，造成結(jié)構(gòu)的有效截面積減小，結(jié)構(gòu)的剛度也隨之降低。

　　2.對(duì)受壓桿件穩(wěn)定性的影響

　　當(dāng)外部載荷引起的壓應(yīng)力與殘余應(yīng)力中的壓應(yīng)力疊加之和達(dá)到屈服點(diǎn)，這一部分截面就喪失進(jìn)一步承受外部載荷的能力。這就削弱了構(gòu)件的有效截面積，并改變了有效截面積的分布，降低了受壓桿件的穩(wěn)定性。