焊工知识与技能（初级）课件第四单元焊接应力与变形、焊接缺欠与检验 2022-2023学年高二上劳动版

第四单元 焊接应力与变形、焊接缺欠与检验 课题一　焊接应力与变形 课题二　焊接缺欠 课题三　焊接检验 课题一　焊接应力与变形 一、焊接应力与焊接变形 1.焊接应力 焊接构件由焊接而产生的内应力叫作焊接应力,焊 后残留在焊件内的焊接应力叫作焊接残余应力。 2.焊接变形 焊件由焊接产生的变形叫作焊接变形,焊后焊件残留的变形叫作焊接残余变形。 二、焊接应力与变形产生的原因 1.均匀加热引起应力与变形的原因 2.焊接过程引起应力与变形的原因 焊接应力和变形产生过程 三、焊接残余变形 1.焊接残余变形的分类 按焊接残余变形的特征不同,可将其分为纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。 1.焊接残余变形的产生原因 （1）纵向变形 焊件焊后产生的纵向变形主要是纵向缩短。 （2）横向变形 焊件焊后产生的横向变形主要是横向缩短。 （3）弯曲变形 焊件焊后向一侧变弯的变形叫作弯曲变形。 （4）角变形 焊后焊件两侧钢板离开原来位置翘起一个角度的变形叫作角变形。 （5）波浪变形 一种原因是由于薄板结构焊接时,纵向和横向的压应力使薄板失去稳定而造成波浪变形；另一种原因是由于角焊缝的横向收缩引起角变形而造成的。 （6）扭曲变形 焊件焊后两端绕中性轴相反方向扭转一定角度。 　　3.影响焊接结构残余变形的因素 　　（1）焊缝在结构中的位置 　　焊缝在结构中布置不对称时，则焊后会产生弯曲变形，弯曲方向朝向焊缝较多的一侧。 　　（2）焊接结构的刚度 　　刚度越高，结构就越不易变形。 　　（3）焊接结构的装配及焊接顺序 将焊接结构总装后再进行焊接，可以使结构的刚度提高，减少焊后变形。 （4）其他因素 　　4.控制焊接残余变形的措施 　　（1）选择合理的装配、焊接顺序 　　“先总装，后焊接”的工艺措施可以控制结构的焊后变形。 　　（2）采取合理的焊接顺序 　　1）对称焊缝。 2）不对称焊缝。 3）采用不同的焊接顺序。 　　（3）反变形法 反变形法主要用来控制角变形和弯曲变形。 　　 板对接装配间隙的反变形法应用 Y形坡口对接的反变形法应用 　　（4）刚性固定法 利用外加刚性约束来减少焊件焊后变形的方法称为刚性固定法。 　　 刚性固定法应用 　　（5）散热法 散热法又称强迫冷却法,是将焊接处的热量迅速散发，使焊缝附近金属受热区域大大减小，以达到减小焊接变形的目的。 　　 采用散热法防止焊接变形 　　（6）热平衡法 　　5.焊接残余变形的矫正 　　（1）机械矫正法 　　机械矫正法是指利用机械力的作用使焊件产生与焊接变形相反的塑性变形,并使两者抵消，从而消除焊接变形的方法。　　 热平衡法示例 　　（2）火焰矫正法 　　火焰矫正法是指用氧乙炔焰或其他气体火焰(一般采用中性焰)，以不均匀加热的方式引起结构的某部位变形，来矫正原有的焊接残余变形的一种方法。 　　1）点状加热矫正。 2）线状加热矫正。 3）三角形加热矫正。 四、焊接残余应力 　　1.焊接残余应力的分类 　　（１）按引起应力的基本原因分类 　　１）热应力。 　　 ２）相变应力。 　　 ３）拘束应力。 　　（２）按应力的作用方向分类 　　 １）纵向应力。 　　 ２）横向应力。 　　（３）按应力在空间的方向分类 　　１）单向应力。 　　 ２）双向应力。 ３）三向应力。 　　２.控制焊接残余应力的措施 　　（1）选择合理的焊接顺序 　　1）尽可能考虑焊缝能自由收缩。 　　2）先焊收缩量最大的焊缝。 　　3）先焊交叉焊缝的短焊缝，后焊直通长焊缝。 　　（2）选择合理的焊接参数 　　（3）采用预热法 　　（4）加热减应区法 　　（5）锤击法 　　3.消除焊接残余应力的方法 　　（1）消除应力退火 　　焊后把焊件总体或局部均匀加热至相变点以下某一温度（一般为600～650℃），保温一定时间，然后均匀、缓慢冷却，从而消除焊接残余应力的方法叫作消除应力退火。 　　（2）机械拉伸 　　对焊接构件加载，使焊后产生的压缩残余变形得到拉伸，可减小由焊接引起的局部压缩塑性变形量，使内应力降低。 　（3）温差拉伸