浅析焊接残余应力及其消除方法

简介了焊接残余应力危害的特点，影响因素、测量及消除残余应力的几种方法，重点论述爆炸法消除焊接残余应力的有关问题。     

爆炸处理消除焊接残余应力对奥氏体不锈钢焊接接头机械性能的影响

对爆炸处理消除奥氏体不锈钢焊接残余应力前后焊接接头常规机械性能进行对比试验研究，发现爆炸处理在显著消除焊接残余应力的同时，对材料机械性能影响不大。     

爆炸法消除100t转炉炉壳中腰环缝的焊接残余应力

采用爆炸技术消除武钢平改转工程两台１００ｔ转炉的７０ｍｍ厚２０ｇ炉壳中腰环缝的焊接残余应力，残余应力消除率大于６２％，不仅消除残余应力效果显著，而且快速简便，为工程进展节约了大量的时间和费用。     

超声冲击处理对TA15钛合金板材焊缝残余应力的影响

由于焊接过程中的温度分布不均匀,在焊接接头处会引入较大的残余应力,对焊接构件稳定性产生不利影响,超声冲击处理(UIT)则是常用的消除残余应力的方法。采用电子束焊接方式对3 mm厚TA15钛合金板材进行焊接,随后对焊接板材焊趾部位进行超声冲击处理。在光学显微镜下观察焊接接头的显微组织,利用X射线应力仪测量焊接接头的残余应力,研究超声冲击处理对焊接接头残余应力的影响。结果表明,对于TA15钛合金板材,电子束焊接接头呈"倒三角"形,焊缝处晶粒粗大;超声冲击处理能够降低焊缝表面的残余应力,并将残余拉应力转化为残余压应力。对焊趾部位超声冲击处理后,电子束焊接板材焊缝处的平均残余应力从200 MPa降低至-53 MPa。     

焊接残余应力的产生、影响和消除措施

焊接作为钢结构中的重要工艺,是一个牵涉电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程,直接关系到工程质量的好坏和结构的安全.由于高度集中的瞬时热输入,在焊接后将产生相当大的残余应力(焊接残余应力),与静载荷应力相比,焊接残余应力是发生在没有外力情况下的内力.残余应力将影响到腐蚀、开裂、疲劳强度等力学性能,同时也会对材料的物理性能产生巨大影响,对结构的强度造成较大的危害.     

浅论GH625合金焊缝的焊后热处理工艺

ＧＨ６２５合金是一种用Ｃｒ、Ｍｏ固溶强化的镍基合金,彩合适的热处理能促使晶界碳化物析出,在较小范围内可以增加合金强度。在焊接结构中,热影响区溶合线附近的碳化物溶解和残余应力的恶化作用能使应力腐蚀开裂敏感,存在降低焊件中的残余应力和降低应力腐蚀开裂倾向。降低残余应力 方法是焊后热处理,合适的热处理工艺能使晶界碳化物再生,同时焊接残余应力也被降低。     

小孔法测量Cr-Ni奥氏体不锈钢焊接残余应力的适用性研究

应变释放系数Ａ、Ｂ 的标定试验发现,直到单轴拉伸应力达到０．７３σｓ 时,孔边屈服产生的塑性变形才发生,对Ｃｒ － Ｎｉ 奥氏体不锈钢小孔法测量残余应力的影响小。同时经过小孔法和全释放法测量实际焊接残余应力及其分布的对比发现,只要选择恰当的应变片,使之与小孔孔径匹配,小孔法测量高残余应力,特别是焊接残余应力仍有较好的适用性。ＳＵＳ３２１ 不锈钢的对接接头的纵向焊接残余应力最大值为５４０ＭＰａ,大大超过母材屈服强度     

局部加载拉应力对圆柱薄壳焊接残余应力场分布的影响

采用有限元模拟技术,从理论上论证了通过局部加载减小焊接残余应力技术路线的可行性.比较了焊接过程中拉伸与焊后拉伸降低应力在机理上的不同,研究表明,焊接过程中拉伸远比焊后拉伸效果好.200 MPa外力拉伸时,焊后拉伸残余应力最大值由常规焊条件下的235 MPa降至90 MPa左右,焊接过程中拉伸残余应力最大值可降至30 MPa左右.     

焊接H型钢残余应力初步测定分析

通过用盲孔法对焊接H型钢的残余应力进行检测，并对检测结果进行分析，初步了解了焊接H型钢残余应力的状况。     

焊接钢管高频感应加热的残余应力和组织演变

 随着中国钢铁、冶金与电磁等交叉学科的快速发展,焊接钢管产量及质量日益提升。高频感应加热是生产焊接钢管的核心工序,获取更加精确的焊管高频加热过程的应力分布和微观组织演化规律,是进一步提升焊管品质的关键要素和学者们关切的问题。综合考虑热传导和微观组织转变对应力的影响,针对高频焊管特有的沙漏形热源形貌,定量分析了焊接热影响区微观组织演变过程和残余应力的分布规律,获得了考虑热应力和组织应力的残余应力分布。发现该应力特点为在焊缝附近轴向残余应力较大,最大等效残余应力出现在距焊缝中心1/2壁厚处的热影响区,在壁厚方向管材内部的中间层的残余应力较大,且应力分布与反映高频焊接热源形貌特征的加热温度峰值和加热温度宽度相关。而在焊缝中心处,未考虑组织变化的等效残余应力值是考虑组织变化的1.3倍。掌握焊管高频焊接应力和组织演变的特点和规律,可为优化高频焊接工艺提供理论依据,对提升高频焊管质量具有重要意义。     

振动法消除16MnJ超厚钢板焊接残余应力

采用振动法处理了１６ＭｎＪ钢６０ｍｍ厚的焊接试验钢板，经过振动处理后，高应力区的焊接残余应显著降低。为振动法应用于超厚钢板制成的大型焊接构件提供了参考依据。     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟在有预拉伸应力和无预拉伸应力作用下,焊接厚度为4mm的7075铝合金试板。结果表明：预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形。预拉伸应力消除了部分焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形及冷却时焊接区域的拉伸应力,然而远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

爆炸复合材料中的残余应力

讨论爆炸复合材料内部残余应力的大小、分布的规律以及影响和消除的方法。     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟无预拉伸和有预拉伸应力作用下厚度为4 mm 的 7075 铝合金试板的焊接过程.结果表明,预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形.预拉伸应力部分地抵消了焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形,进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力,相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小.     

常温下局部加载拉应力对柱壳应力场分布的影响

研究采用有限元模拟技术,考察常温局部加载条件下,加载宽度和试样尺寸对柱壳应力场分布的影响,揭示应力场的变化规律及机理.在常温下,柱壳结构局部受轴向外载拉伸时,随结构体长度的增加,在距加载区越远的横截面上应力分布越均匀;随加载宽度的增加,在结构体的中截面上应力最大值逐渐增加.当外加载荷大小、加载宽度及结构体长度相同时,柱壳结构中截面上拉应力最大值大于平板.因此可以预见,对于应用局部加载降低结构体焊接残余应力,柱壳结构要比平板结构效果更好.     

爆炸处理消除焊接残余应力对SUS321不锈钢组织结构的影响

研究了ＳＵＳ３２１ 不锈钢经爆炸处理消除焊接残余应力后的残余组织与结构,发现低倍组织几乎没有什么变化,而在亚结构方面产生大量的位错、层错、孪晶,并伴有少量的ε－ 马氏体生成。     

爆炸消除焊接残余应力技术在转炉检修中的应用

介绍了采用爆炸的方法消除金属材料在焊接过程中产生的残余应力的技术及其特点，并详细阐述了该项技术在转炉检修中的应用情况。     

焊接中残余应力的大小与分布及减少措施

熔化焊是通过高温熔化金属以实现连接的一种连接工艺。该焊接过程中金属材料受局部加热，并随之快速冷却，在焊剂与基体金属之间产生了较大的残余应力。其产生大大地降低该焊接结构的抗弯强度，并且容易导致脆性断裂，因此有必要对这种残余应力的大小和分布，以及其受焊接条件影响的规律进行探讨。该文运用ANSYS分析软件，分析了薄板单层电弧焊后残余应力的大小，并且讨论了焊接速度、焊件尺寸大小、焊件外部约束和预热等因素对其大小的影响及其减少的措施。     

钢管相贯节点焊接残余应力分析

对钢管相贯节点焊接残余应力的产生和分析理论作了介绍,针对目前国内外采用的有限元方法模拟分析,提出了需要进一步研究的问题。