产生焊接残余应力的主要因素之一是

产生焊接残余应力的主要因素之一是焊接时热量分布不均匀。

焊接残余应力是怎么产生的？

焊接残余应力是指焊接件在焊接热过程中因变形受到约束而产生的残留在焊接结构中的内应力。

其中尤以焊缝金属熔化后再凝固、冷却收缩受到约束而产生的热应力最为显著，是残余应力的主要部分。

在焊接冷却过程中内部金相组织变化时出现的内应力是残余应力的次要部分。结构的刚性愈大，即拘束度愈大，产生的残余应力也愈大，对结构承载能力的影响也愈大。

焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限（Yieldstrength），以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。

这样，焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。

焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。

焊接残余应力，是焊接工程研究领域的重点问题。

涉及焊接的各种工程应用中，都十分关注残余应力的影响。

例如，在土木工程领域，对于钢结构焊接连接，残余应力对结构的疲劳性能，稳定承载力等均有影响。

焊接应力有暂时应力与残余应力之分。

你好，焊接构件由于存在高的拉伸残余应力，且焊缝部位存在热影响区、焊趾缺陷、接头应力集中，形成构件上组织和力学的薄弱部位，有可能导致构件运行时的变形、早期开裂、应力腐蚀、疲劳断裂和脆性断裂。所以，在可能的情况下采用适合的时效工艺以改善组织性能及消除残余应力，将可有效地提高构件的稳定性和安全性及使用寿命。 华云机电生产的振动时效设备对构件施加交变应力，与构件上的残余应力叠加达到材料的屈服应力，发生局部的宏观和微观塑性变形；这种塑性变形往往首先发生在残余应力最大处和构件的应力集中点，使这里的残余应力得以释放，达到降低和均化残余应力的作用。

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焊接残余应力对结构性能的影响

1对结构静力强度的影响：焊接应力不影响结构的静力强度。

2对结构刚度的影响：焊接残余应力降低结构的刚度。

3对受压构件承载力的影响：焊接残余应力降低受压构件的承载力。

4对低温冷脆的影响：增加钢材在低温下的脆断倾向。

5对疲劳强度的影响：焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。

焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。

在冷热加工过程中，产生残余应力，高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度，降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛，使零件产生翘曲，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力，是十分必要的。

焊接应力是焊接构件由于焊接而产生的应力。焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。

为了消除和减小焊接残余应力，应采取合理的焊接顺序，先焊接收缩量大的焊缝。焊接时适当降低焊件的刚度，并在焊件的适当部位局部加热，使焊缝能比较自由地收缩，以减小残余应力。热处理(高温回火)是消除焊接残余应力的常用方法。整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。焊接残余应力也可采用机械拉伸法（预载法）来消除或调整，例如对压力容器可以采用水压试验，也可以在焊缝两侧局部加热到200℃，造成一个温度场,使焊缝区得到拉伸，以减小残余应力。 随着科技发展，近几年开始采用豪克能技术来消除焊接应力。相比其他传统的焊接应力消除方式，豪克能技术有很多优势：

1、是目前最彻底消除焊接残余应力并产生出理想压应力的时效方法（各种时效方法消除残余应力 的情况如下：振动时效30～55％、热时效40～80%、豪克能时效80～100％）。

2、可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%，疲劳寿命延长5-100倍。金属在腐蚀环境下的抗腐蚀能力提高约400%。

3、用于消除焊接应力可完全替代热处理、振动时效等时效方法，且处理工艺简单，效果稳定可靠。

4、不受工件材质、形状、结构、钢板厚度、重量、场地之限制，特别是在施工现场、焊接过程和焊接修复时用于消除焊接应力更显灵活方便。

5、可直接将焊趾处的焊接余高、凹坑、咬边处理成圆滑的几何过渡，从而大大降低应力集中系数。

6、可去除焊趾处的微观裂纹、熔渣缺陷，抑制裂纹的提前萌生。

7、因为豪克能消除应力处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素,如：残余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等，所以是目前提高焊缝疲劳性能最有效的方法，且有事半功倍之效果。

8、更适用于大型结构件的工地焊缝、超高超低处焊缝、焊接修复焊缝的消除应力处理。

9、环保、节能、安全、无污染，施工现场使用更显灵活方便。

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减少焊接残余应力的措施：

焊后热处理法（PWHT）

常用的PWHT有两种方法：一种是整体热处理，即

将焊件整体放入炉中进行热处理，这种方法一般可消

除80%～90%的焊接残余应力；另一种方法是局部热处

理，即对焊缝周围局部区域进行加热，它只能降低残

余应力峰值，不能完全消除残余应力。

（2）机械拉伸法　

     通过机械拉伸，使焊接接头拉伸残余应力区域产生拉伸塑性变形，卸载后降低焊接残余应力，一般适用于屈服比较小的塑性材料。

（3）温差拉伸法　

其基本原理与机械拉伸法相同。

（4）锤击焊缝　

采用带有小圆弧面的手锤或风枪锤击焊缝，使焊缝金属延展，从而降低内应力。锤击时力量要适中，使2mm范围内受到影响，避免因锤击过重而产生裂纹，同时要注意避免在300～4000C之间锤击，以免出现蓝脆。一般根部焊道不锤击以免产生裂纹，盖面焊道不锤击以免影响焊缝美观。

（5）振动法

即以振动产生的交变应力对工件施加附加应力，当附加应力与焊接残余应力叠加后达到或超过金属材料的屈服点时，在工件内部就会产生一定塑性变形，从而使焊接残余降低或均匀化。这种方法设备简单、操作方便、经济性好，但振动参数不易选择。

焊接残余应力会对工件焊接过程中静载强度、尺寸稳定性、以及应力腐蚀开裂几方面产生一定的影响。对静载强度的影响对于有良好的塑性变形能力的材料，焊缝的残余应力在达到屈服后不再增加，而对于一些塑性较差的金属材料，在外载荷作用下，由于没有足够的塑性变形产生，加载过程中局部残余应力与载荷应力的不断叠加，易达到材料的强度极限，发生破坏；对有严重应力集中的焊件，残余应力的存在也会降低静载强度。对尺寸稳定性的影响焊后构件内存在较大的残余应力，如果不经过处理，直接进行机械切削加工，由于原始残余应力的平衡遭到破坏，残余应力重新分布，构件将发生变形，严重影响构件的加工精度。同时，由于焊后残余应力是不稳定的，随构件存放时间、温度而变化，进而影响构件的尺寸。对应力腐蚀开裂的影响构件在特定的腐蚀介质中工作，如果受到拉应力，则构件上将有微小裂纹随时间增长而逐渐扩展，最终导致应力腐蚀破坏。由于焊接构件存在较大的拉残余应力，它与工作应力叠加，使构件的应力腐蚀开裂倾向增加，发生断裂所需要的时间缩短，严重影响构件在介质中工作寿命。总之，焊接结构的残余应力在不同程度上影响了焊接结构的各种性能，消除焊后残余应力是众多场合下的必须工艺。

45#钢是一种稳定的钢种，在经过焊接后，由于冷却速度较快会产生焊接应力及缺陷组织（如马氏体，马奥等），当你加温到奥氏体转变温度以上后，再缓冷。形成45#相近或相同的组织。改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂；软化工件以便进行切削加工；细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能；

焊后消除应力处理：

1、整体热处理：消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度，保温20~40h，可基本消除全部残余应力。

另外还有爆炸消除应力。

2、局部热处理：大型焊接结构，受加热炉的限制或要求不高时采用这种方法。可采用火焰、红外、电阻、感应等加热方式，应保持均匀加热并具有一定的加热宽度。低合金高强钢，一般在焊缝两侧各100~200mm。

3、机械拉伸、水压试验、温差拉伸、振动法等这几种方法只能消除20~50%的残余应力，前两种方法在生产上广泛应用。

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