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避免焊接应力和变形的危害

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:焊接应力和焊接变形是形成各种焊接裂纹的重要因素,又是造成热应变脆化的根源。焊接应力和焊接变形在一定条件下还会严重影响焊件的强度、刚度、受压时的稳定性、加工精度和尺寸稳定性等。当焊接应力超过材料的屈服点时,将会造成该区域的拉伸塑性变形。焊接结构总会不可避免地产生焊接应力和焊接变形。在焊接过程中和焊接后,如何尽量减少焊接应力和焊接变形是焊接生产面临的十分重要的课题。

避免焊接应力和变形的危害

焊接应力和焊接变形是形成各种焊接裂纹的重要因素,又是造成热应变脆化的根源。焊接应力和焊接变形在一定条件下还会严重影响焊件的强度、刚度、受压时的稳定性、加工精度和尺寸稳定性等。

所以在焊接结构生产中,焊接变形不仅影响结构的尺寸精度和外观,影响机械加工精度,而且可能降低其承载能力和使用性能。如果焊接变形严重,就会给结构的组装和焊接造成困难。校正变形不仅费工、费时、提高成本,而且在校正中或校正后还会引起一些新的问题。

一、焊接应力的危害

1.可形成各种焊接裂纹

在温度、金属组织状态和焊接结构拘束程度等各种因素的相互作用下,当焊接应力达到一定值时,就会形成热裂纹、冷裂纹或再热裂纹。其结果会造成焊接结构的潜在危险。已经发生宏观裂纹的焊接结构必须报废或返修,否则会造成工时、材料等的巨大经济损失。

2.造成应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂是拉应力和化学腐蚀共同作用下产生裂缝的现象,它是在一定材料和介质的组合下发生。产生应力腐蚀开裂的时间与应力大小有关。一般拉应力越大,应力腐蚀开裂的时间就越早。在腐蚀介质中工作的焊接结构,如果具有拉伸残余应力,就会造成应力腐蚀开裂。(www.xing528.com)

3.降低结构的承载能力

焊接结构中的焊接残余应力与工作应力叠加后,对结构的刚度、稳定性和疲劳强度构成直接影响。当焊接应力超过材料的屈服点时,将会造成该区域的拉伸塑性变形。因此,降低结构的强度、稳定性和刚度,实际上等于降低结构的承载能力和使用性能。

4.使焊接结构焊后加工精度和尺寸稳定性受到影响

机械加工把焊件一部分材料切除时,此处的焊接残余应力也被释放,这样焊接内应力的原来平衡状态被破坏,焊件产生变形,使加工精度受到影响。对于组织稳定的低碳钢和奥氏体钢焊接结构,在室温下应力松弛较微弱,焊接残余内应力随时间变化较小,焊件尺寸比较稳定。对于如20CrMnSi、3Cr13、12CrMo和铝合金等焊后产生不稳定组织的材料,由于不稳定组织随时间而转变,因而内应力变化较大,焊件尺寸的稳定性就差。

二、焊接变形的危害

由于焊件存在有焊接变形,造成焊件尺寸及形状的技术指标超差,降低了焊接结构的装配质量和承载能力。发生变形的构件需要校正,若焊件变形过大,校正困难,就会致使产品报废。焊接结构总会不可避免地产生焊接应力和焊接变形。在焊接过程中和焊接后,如何尽量减少焊接应力和焊接变形是焊接生产面临的十分重要的课题。

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