对焊接顺序对焊接残余应力的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com俘掳专题综述．／焊接顺序对焊接残余应力的影响中国矿业大学材料科学与工程学院(徐州市221116)周燕妮孙智摘要在焊接过程中，强烈的局部加热和随后的快速冷却在焊件中造成了很大的温度梯度，不可避免地产生了一定程度的残余应力和变形而降低焊缝的力学性能。优化焊接顺序是降低焊接残余应力的一种简单易行、成本低且行之有效的方法。系统地对焊接顺序在焊接残余应力中的影响进行了综述，并运用其机理对不同焊接结构进行了分类评述，得出判定单条焊缝、多道焊、多层焊和具有多条焊缝的焊接结构的最佳焊接顺序的方法，对生

2、产实际具有重要的指导意义。关键词：残余应力焊接顺序刚性约束迭加变形中图分类号：TG404(1)减少刚性约束，在具有多条焊缝的结构中，改0前言变焊接顺序，一般会改变其中部分焊缝的刚性约束条目前，焊接已成为复杂结构制造过程中的基础加件，使得此焊缝在焊接时的变形和残余应力与之发生工方法之一_】J，焊接结构在现代结构件中占有的比例相应的变化J。若改变焊接顺序使其刚性约束减少，越来越高。但焊接的热作用具有集中性、瞬时性，从而则焊缝在焊接时更易自由变形，从而减少残余应力。引起了很大的焊接残余应力。有时焊接残余应力的大(2)消除焊接残

3、余应力最大值之间的迭加，改变焊小能达到材料屈服强度而导致焊件过早屈服，使其有接顺序使残余应力最大值与最小值迭加，从而减少迭效截面积减少，诱发脆性断裂和降低焊接结构屈服强加后的残余应力最大值。度J。焊接残余应力与变形的程度由其几何尺寸、(3)减少焊接变形¨，在焊缝两面常实行对称焊焊接参数、焊接顺序、结构的边界条件等因素决定_4J。接顺序，以减少焊接变形来降低焊接残余应力。焊接具体减少焊接残余应力的方法有热处理、锤打、预热、残余应力主要由于焊缝高温下，受热膨胀不均而产生振动消除应力和优化焊接顺序等。在特定的焊接结构了局部的塑

4、性变形，而焊接的热循环是非平衡、不可逆中，其几何尺寸是确定的，为提高焊接接头质量，焊接的，快速冷却过程中的收缩变形不能完全抵消受热膨参数的可变范围也不大，改变焊接结构的边界条件需胀产生的变形，最终产生了局部的残余塑性变形而形提供一定的附加设备。且许多焊接结构在焊接后不能成了焊接残余应力，减少局部的残余塑性变形就减少进行任何再加工处理，所以在这些方法中，选择一个合了焊接残余应力。理的焊接顺序具有更简便、有效的特点J。目前国内(4)产生一定热处理的效果，即达到一定程度预热外对有关焊接顺序研究的文章较少，并且大部分这类与焊后热

5、处理(去应力)的效果。文章的重点是介绍有限元模拟方法，以选定某种具体2不同焊接结构优化焊接顺序的方法焊接结构的焊接顺序，很少系统地对焊接顺序在焊接残余应力中的影响进行分析。。。不同的焊接结构为减少焊接残余应力而运用的最佳焊接顺序也不一样。文中根据其机理对不同焊接结1优化焊接顺序减少焊接残余应力的机理构进行了分类评述，得出判定不同焊接结构较好的焊在许多焊接结构中，同样的焊接工艺，焊接顺序不接顺序方法。2．1单条焊缝焊接顺序的优化同，最后产生的焊接残余应力也不相同，优化焊接顺对于单条焊缝，在焊缝较长时，需采用分段焊接，序，能

6、有效地降低焊接残余应力。优化焊接顺序减这更有利于减小焊接变形及焊接应力。在分段焊少焊接残余应力的机理在于以下几个方面：中，将焊缝危险区域作为先焊焊段，可以有效地降低焊收稿日期：2011—04—28件危险区域的残余拉应力峰值。主要因为后焊焊端对122011年第12期学兔兔www.xuetutu.com。专题综述r蜉掳先焊段有一定的焊后热处理(去应力)作用，且能减少先焊段局部的残余塑性变形，因为后焊焊端受热膨胀对先焊焊端有一定的挤压，减少了先焊焊端局部的残余塑性变形，从而降低了先焊焊端焊缝中心及其附近的拉应力。其降低效果与先

7、焊焊段上的点到后焊焊段的距离有关，距离越小，焊后热处理的温度越高，以及后焊焊端受热膨胀对先焊焊段的挤压越大，去应力效果就越明显；其降低效果还与后焊段的焊接方向有关，焊接的起弧区与收弧区温度场不同，收弧区降低先焊图2T形焊缝的焊接J顺序焊段残余拉应力的效果要优于起弧区。同时分段焊的方法也增加了整条焊缝的焊接残余低应力区1。还是减少刚性约束，最大程度地让焊缝自由变形来降而对于单条环形焊缝的焊接，相对于一道焊和分段对低焊接残余应力。图3是平地机铲斗平面图。焊接过称焊，分段退焊焊接法见图1，其焊接顺序l一2—34程中，首先使用的

8、焊接顺序是焊缝l一2—3—一5—6。所获得的焊接残余应力和变形为最低。主要原因为前然而在焊接后发现，在焊缝4处经常发生断裂。从图3焊段对后焊段的预热与后焊段对前焊段的焊后热处理分析可知，先焊1，2焊缝，再焊3～6焊缝，3—6焊缝的作用H]。横向收缩则受到板A(1，2焊缝已将A板与B板连接在一起)的约束，即刚性约束增加