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焊接变形的形成及将导致的后果

文章编辑:【天正科技】发布日期:2021-03-22 15:42:24

1.焊接热过程是一个十分复杂的问题,在实施焊接作业时,焊接工艺选择的合理性与否,可能导致工件整体受热不均匀问题突出,从而造成工件内部应力分布不均匀、工件变形严重,无法正常使用。
(1)焊接热过程的局部性或不均匀性。多数焊接过程都是进行局部加热的,只有在热源直接作用下的区域受到加热,有热量输入,其他区域则存在热量损耗。受热区域金属熔化,形成焊接熔池,这种局部加热正是引起焊接残余应力和焊接变形的根源。
(2)焊接热过程的瞬时性。由于在金属材料中热量的传播速度很快,焊接时必须利用高度集中的热源。这种热源可以在极短的时间内将大量的热量由热源传递给工件,这就造成了焊接热过程的时变性和非稳态特性。
(3)焊接热源的相对运动。由于焊接热源相对于工件的位置不断发生变化,这就造成了焊接热源的不稳定性。
2.工件在没有外力作用的条件下,存在平衡于物体内部的内应力。在进行焊接作业的工件上,工件受热后会膨胀,冷却后会收缩,温度的变化使工件产生变形,克服这种变形产生了平衡于工件的热应力,这种热应力是由于工件不均匀加热引起的。在沿着焊缝方向上产生残余应力称为纵向应力;在垂直于焊缝方向产生的残余应力称之为横向应力,对进行施焊的工件而言残余应力的存在对焊接工件产生的影响是多方面的,其中不乏负面的影响。
(1)内应力对静载荷的影响。在.般焊接构件中,焊接区的纵向拉伸残余应力峰值较高,对卜某些材半期来说,可以接近材料的屈服强度。当外载工作应力与其方向一致而相互叠加时,这一区域会发生塑性变形,并因而l缝失了继续承受外载的能力,减小了构件的有效承载面积。
    (2)内应力对刚度的影响。如果构件中存在与外载荷力.向一致的内应力,并巨内应力的值为材料的屈服强度,则在外载荷作用下的刚度要降低,并且卸载后构件的变形不能完全恢复。在实际生产中,横向焊缝和火焰校正都有可能在相当大的截面上产生较大的拉应力。
(3)内应力对杆件压稳定性的影响。由于焊接残余应力在构件内部平衡,因此构件截面上同时存在压应力和拉应力,压应力和拉应力分布在不同区域。当构件承受压力外载荷时,外加压力和压缩内应力叠加,将使压应力区内的金属首先达到屈服强度,屈服区内的应力不在增加,则使该区丧失了进一步承受外载荷的能力。


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