如何控制焊接残余应力?
焊接应力是不可避免的,焊接操作结束后,一方面使构件产生焊接变形释放一部分焊接应力,另外则以残余应力形式存在,但是所有焊接构件,一般而言均存在残余应力和变形。
我们可以通过一些方法,来控制焊接残余应力。
设计措施
(1)在保证焊件结构强度的前提下,可适量采用冲压结构,以减少焊接结构,尽量减少焊缝的数量化和截面尺寸。同时,焊缝不要过于集中,以防局部区域的热量输入过大。
(2)焊缝尽量布置在最大工作应力区以外,防止焊接残余应力与外部载荷产生应力叠加,影响构件测承载能力,并尽量防止焊缝过于集中、交叉、保持较好的焊接操作性。
(3)采用降低局部刚度的方法和合理的接头方式,使焊缝能较自由的收缩,减少焊接接头产生应力集中现象。
(4)采取热输入较小和能量密度集中的焊接方法来减小焊接残余应力,如氩弧焊与离子弧焊等。
工艺措施
(1)在焊接过程中,要先焊错开的短焊缝、收缩量较大的焊缝和受力较大的焊缝。同时,根据不同的焊件机构采取相应的焊接顺序,这样才能使焊缝有较大的收缩自由,保证焊缝中的残余应力尽可能减少,并保证焊件的焊接残余应力的分布要合理。
(2)在焊接拘束度较大的焊缝时,要注意降低焊缝的拘束度。例如,可采用反变形法来降低焊件的局部刚度,减少了焊缝的拘束应力。
(3)采用合理的工艺参数及合适的加工方法。如先用小直径焊丝,采用较小的焊接电流及提高焊接速度等方法来控制焊接热输入,也可采用预热、加热减应区及捶击等方法,来减少焊缝的焊接残余应力。
(4)数字化仿真
使用翔博自主研发的“多工艺连续仿真软件”,可以对工件工艺流程进行连续仿真。