焊接变形的影响因素与控制(小四)

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1、河北科技大学毕业论文性质：成人高等教育学生姓名：韩哲学院：机电学院年级：09级层次：专科专业：机电一体化形式：业余题目：焊接变形的影响因素与控制2011年9月26日毕业设计说明书（论文）第1页共10页目录目录---------------------------------------------------------1摘要---------------------------------------------------------2第一节焊接应力-----------------------------------------------3

2、第二节焊接变形-----------------------------------------------3第三节焊接变形的影响因素-------------------------------------4第四节焊接变形的预防与控制措施-------------------------------7参考文献------------------------------------------------------11毕业设计说明书（论文）第2页共10页摘要焊接过程是对焊件的局部进行高温加热使其达到融化状态，随后快速冷却结晶形成焊缝，由于急剧的非

3、平衡加热及冷却,结构将不可避免地产生焊后残余变形、应力以及金属组织的变化。焊接应力与变形直接影响焊件的尺寸精度、强度、刚度、稳定性以及耐腐蚀性能等。是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。焊接应力与变形过大时，不仅给产品制造工艺增加困难，还会因焊接裂纹或变形过大无法矫正而导致构件报废，造成巨大的经济损失。本文主要阐述焊接变形的影响因素、控制措施和方法。关键词:焊接变形;影响因素;控制措施毕业设计说明书（论文）第3页共10页第一节焊接应力在没有外力的情况下，物体内部存在的应力称为内应力，内应力在物体内部自相平衡，即物体内部各方

4、向的内应力总和等于零，内应力对于任何一点的力矩总和等于零。常见的内应力有以下几种：1、热应力：又称温度应力。它是在不均匀加热及冷却过程中所产生的应力，它与加热温度和加热不均匀程度、焊件的钢度以及焊件材料的热物理性能等因素有关。2、相变应力：金属发生相变时，由于体积发生变化而引起的应力。3、装配应力：在装配和安装过程中产生的应力。例如：紧固螺栓、热套结构等均匀有内应力产生。4、残余应力：当构件上承受局部荷载或经受不均匀加热时，都会在局部地区产生塑性应变。当局部外载撤去后或热源离去，构件温度恢复到原始的均匀状态时，由于构件内部发生了不能恢复的塑性变形，

5、因而产生了内应力，即残余应力。残留下来的变形即残余变形。焊接过程中焊件的热应力是随时间而变化的瞬时应力，焊后残余下来，即为残余应力。按照焊接应力在空间的方向可以分为单项应力、双向应力和三项应力。薄板对接时，可以认为是双向应力。大厚度焊件的焊缝，三个焊缝的交叉处以及存在裂缝、加渣等缺陷通常出现三向应力，三相应力使材料的塑性降低，容易导致脆性断裂，它是一种最危险的应力状态。第二节焊接变形一、焊接变形发生的原因钢材的焊接通常采用熔化焊方法,把焊接局部连接处加热至溶化状态形成熔池,待其冷却结晶后形成焊缝,使原来分开的钢材连接成整体。由于焊接加热时焊接接头局

6、部加热不均匀,金属冷却后沿焊缝纵向收缩时受到焊件低温部分的阻碍，使焊缝及其附近区域受拉应力，远离焊缝区域受压应力。加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形，焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来，焊接变形因此产生。毕业设计说明书（论文）第4页共10页二、焊接变形的主要形式焊接变形主要有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形六种基本形式。其成因如下：收缩变形——是由于焊缝的纵向（沿焊缝方向）和横向（垂直焊缝方向）收缩引起的；（图1-a）角变形——由于V型坡口对接焊焊缝布置不对称，造成焊缝上下

7、横向收缩量不均匀而引起的变形；（图1-b）弯曲变形——由于焊缝布置不对称，焊缝多的一面收缩量大而引起的工件弯曲，多出现在“T”型梁焊接加工过程中；(图1-f)扭曲变形——由于焊接过程中焊接顺序和焊接方向不合理引起的工件扭曲，又称为螺旋形变形，多出现在工字梁的焊接加工过程中；(图1-d)波浪变形——这种变形易发生在薄板焊接过程中。是由于焊缝收缩使薄板局部引起较大的压应力而失去稳定性，焊后使构件成波浪形。(图1-e)错边变形——焊接过程中，由于两块板材的热膨胀不一致，可能引起长度方向或厚度方向上的错边。（图1-c）图1常见焊接变形的基本形式第三节焊接变

8、形的影响因素毕业设计说明书（论文）第5页共10页焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。影