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何谓焊接应力和焊接残余应力?是如何形成的?

发布时间:2021-04-15作者:admin
过程中,在焊件内部产生的应力称为焊接应力,按作用的时间分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。
    焊接残余应力就是焊后残留在焊件内的焊接应力。
    焊接是一种局部加热的工艺过程。焊接时,在焊接区附近产生不均匀的温度场,工件因温度升高而膨胀,继而因冷却产生收缩。由于接头附近复杂的拘束,在大多数情况下,不能随着温度的变化自由膨胀和收缩。因此,在焊后冷却过程中,因焊接加热受到压缩塑性变形的部位不能自由收缩,这样在工件内部产生不均匀的内应力场,使工件产生焊接残余应力和变形。
    焊接残余应力包括:温度应力、相变应力、凝缩应力和拘束应力等,产生的原因如下:
    (1)温度应力。由于焊接是一个局部的快速加热和冷却的过程,因而焊件各点在同一时间内有不同的温度。由于不能自由膨胀,就会产生应力。
    (2)相变应力。焊接过程中,加热到ac1以上的金属,冷却时发生相变,并伴随有体积改变。600℃以上,即在塑性状态下发生相变的钢(如低碳钢管),相变不一致引起应力的产生。随着钢内合金含量的增加,相变温度下降,当在弹性状态温度下发生相变时,奥氏体转变为,同时体积改变就产生应力。
    (3)凝缩应力。焊缝金属冷却时产生局部收缩,由于受到邻近金属的限制,即产生拉应力。其大小与钢的线膨胀系数、焊件厚度、等因素有关。
    (4)拘束应力。焊件被外界条件固定(例如强力对口、联箱短管焊接)后,由于焊接过程中的变形受到限制而产生的应力。