焊接应力消除的机械方法及其应用场景

鉴于焊接应力对构件的影响，可能发生脆断的大截面厚壁结构、标准上有规定的锅炉和压力容器、焊后机加工面多及加工量大的构件、尺寸精度要求高的结构、有应力腐蚀倾向的结构，应考虑消除焊接应力。

（一）热处理方法消除焊接应力

1.整体热处理 也称整体高温回火，即按一定规则将焊件整体加热到一定温度并保温，达到松弛焊接应力的目的。要求较高的焊接构件一般采用整体热处理方法消除应力。

2.局部热处理 将焊接区局部加热到一定温度后保温，消除焊接区的残留应力。局部热处理一般用于形状简单的圆筒形容器、管道接长、长形构件的对接接头。

3.温差拉伸法 也称为低温消除应力法，即伴随焊缝两侧的加热随后急冷。这种方法一般用于焊缝比较规则、焊缝厚度不大于40mm的焊件上。

在锅炉和压力容器制造中，经常采用整体或局部热处理的方法消除焊接应力。由于温差拉伸法的工艺较复杂，使用有局限性，所以应用较少。

热处理温度根据材质不同、供货状态不同来确定。对于碳钢和低合金钢，热处理温度一般在580～680℃。热处理时间按焊件的厚度确定。实践证明，整体热处理可以消除80%～90%的残留应力。

整体热处理一般是将焊件整体放在加热炉中加热，加热炉可以是电炉也可以是燃气炉。局部热处理要保证足够的加热宽度，可采用工频感应加热、红外线加热、火焰加热等方法。(www.xing528.com)

（二）利用机械方法消除焊接应力

1.焊缝滚压法 对于薄壁构件，焊后用窄滚轮滚压焊缝和近缝区，可消除焊接残留应力和焊接变形。

2.锤击法 一般用于中厚板焊接应力的调整。具体方法是，用圆头小锤敲击多层焊道的中间层焊道，使其发生双向塑性延展，以减小焊接应力。

3.振动法 将振动器安放在焊接结构的适当位置，进行反复多次循环振动，来减小内应力。该方法有时会引起裂纹扩展，应避免在有脆断、疲劳和应力腐蚀危险的情况下使用。

4.爆炸法 爆炸的冲击波使金属产生塑性变形，松弛残留应力。

5.过载法 即机械拉伸法，焊后对构件中存在拉伸残留应力的焊缝拉伸加载，加载应力与残留应力叠加，超过材料的屈服极限，使材料产生塑性变形，撤除拉伸加载后，残留应力得到降低。该方法消耗了材料的塑性储备，对材料的塑性性能不利。