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如何避免焊丝在焊接中应力和变形
来源:天津雷公 日期:2019-8-15

如何避免焊丝在焊接中应力和变形

      焊接是金属成形热加工的一种重要工艺方法,使用机械能(摩擦焊)或热能(各种弧焊、气焊)发生的高温,熔化母材焊缝金属和焊条,构成熔池,随后冷却凝结,把同种金属或异种金属零部件联接为整体。焊接进程中焊缝履历金属加热-熔化-凝结的进程,这个进程是部分的不均匀的加热冷却进程,包含焊缝随焊接加工先后发生的温度不均匀性、焊缝两边的母材金属温度随距离焊缝远近发生的不均匀性。因此,在焊接进程中焊缝材料凝结时的体积缩短、焊缝和热影响区材料随后的固态冷却体积缩短、冷却时焊缝及热影响区金属材料内部发生的固态相变引起的体积改动,这些体积改动因遭到周围冷态母材金属的捆绑,是导致内部发生应力的原因。
       因为焊缝及附近区母材的加热和冷却在时间和体积二方面都是不均匀的,冷却后的焊缝和热影响区及附近基体母材应力散布不均匀,某些部位的应力甚至超越金属的屈从极限,导致金属材料部分塑性变形。
焊接应力和焊接变形两者相互影响,此消彼长。焊接变形受工件材料刚性捆绑,当材料刚性小,焊接变形就大,内应力就小;相反材料刚性大,变形就小,内应力增加。因此在大刚性工件焊接时,要注意采用有用工艺方法,防止焊接裂缝的发生;在薄板结构焊接时,因为刚性小,工件往往会发生大的变形,轻型船只用钢板较薄,会发生波浪形变形;肋骨和焊缝较多,会发生廋马型变形;肋骨格块间发生凹凸变形。

      可见,焊接应力和焊接变形关于焊接工件的力学功能、耐应力腐蚀功能和执役寿数有很大负面影响,焊接件的失效往往是从焊缝区开端的,除剩下焊接应力抵销部分有用执役应力外,焊缝的组织通常比母材粗大并且不均匀,常常存在魏氏组织铁素体,关于合金钢冷却不当甚至会发生部分马氏体或贝氏体,焊缝或多或少存在夹渣、搀和、未焊透、未熔合、裂纹和气孔,所以,焊缝往往成为裂纹形核源发生区,特别在腐蚀介质环境中成为电化学腐蚀区,在执役应力叠加作用下,堆焊修复使焊接构件发生前期应力腐蚀失效。
      焊接应力的无损检测方法有X射线衍射法,根据晶体X射线衍射特性,根据相关衍射峰的偏移方向和峰宽来确定剩下应力的性质和大小,测验精度相对较高。缺陷是该方法依赖于X射线穿透才干,使得丈量厚度根据原料不同大概在几微米到几十微米之间。经过逐层剥离处理,可进行构件焊缝更深处剩下应力值测定,可是逐层剥离会对测验作用精度发生影响,尤其是表层剩下应力梯度大的试样,差错更大。

      磁测法也用于焊接应力丈量,其原理是铁磁材料在载荷的作用下,应力和应变的会集区域在磁致伸缩的原理下会发生磁畴组织不可逆的重生取向,在载荷消除后也会保存下来,构成漏磁场磁感率改动,经过检测这个参数的改动得知剩下应力的大小。
     总归,焊接应力和变形是焊接加工进程必定发生的作用,对焊接件的质量一般发生负面影响,因为焊接应力发生的随机性和不均匀性,控制焊接应力和焊接变形,一直是焊接工艺的难题。

 

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