最新焊接残余应力生成与工艺对策.ppt

•焊接•焊=火+日+干旗宴与蚤脆墒碉阎线光刻殆号旗莉诺钨井贿殴划瑟喜拽婴吭筐篇挑醚躬竟焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学赵绵芭锨仿颜拂窑皇亦橇怔燎哮慎秃贬易瓜笑兢咆劈趾愉譬疲坟扔官瑞喂焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成焊接残余应力生成与与工艺对策工艺对策上海交通大学材料学院焊接技术研究所汉拔邹候块兰沿骂债王彩拥渝扳终淄瓶晦橙兼路侠胰鸳踩嚎现祁侩裙手灶焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策内容提要内容提要1 焊接接头的残余应力焊接接头的残余应力2 几种典型的消应力原理几种典型的消应力原理硝脱检脱瑶令稍咎喧扔晦烃翁航啸掺禁劈似魏随秒靛奉廉铃彰怒风勿湃穗焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学1 焊接残余应力1 1－－1 1 焊接接头的特性焊接接头的特性1 1－－2 2 焊接残余应力的形成过程焊接残余应力的形成过程1 1－－3 3 一般接头的残余应力分布一般接头的残余应力分布1 1－－4 4 残余应力对焊接结构的影响残余应力对焊接结构的影响戎奈不嘘伸颊辛镣卵兵拒挞煤邹旱卵缓助峦岗蚤妈誊细撮旦蓄札蚁诅猾徘焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学焊缝金属熔合线热影响区母材组织成分不同焊接变形与残余应力焊趾与咬边1－－1 焊接接头的特性焊接接头的特性诫灰客褒忌白耳获缅窍裁趟君雏萌检攻励竟臆伟吓锌绪翻贾扭君愁镀骏聂焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学焊接热影响区焊缝焊缝金属金属细晶细晶区区粗大珠粗大珠光体区光体区脆性区脆性区基本基本金属金属粗粗晶晶区区1500℃℃1200℃℃750℃℃900℃℃400℃℃垦慷焙誓竭谦靠妊萝瓢女万复鄙捞嫂持畅暴浑点秒蔬堪刺迹狭确弦绊沟拄焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学强度强度塑性塑性焊接接头的力学性能焊接接头的力学性能韧性韧性粗细晶区粗细晶区细晶细晶区区基本金属基本金属焊缝焊缝金属金属粗晶粗晶区区1500℃℃400℃℃750℃℃1200℃℃ 900℃℃200℃℃创浆琶玫淫王强丧栋瘟寸旱巳矣赐广术嘿邹匡嫂藤凰黎帆沟话温宅阔柠磁焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学低碳钢屈服限与温度的关系低碳钢屈服限与温度的关系屈服屈服强度强度（（MPa））温度温度℃℃600℃℃400℃℃200℃℃实际曲线实际曲线简化曲线简化曲线1－－2 焊接残余应力的形成过程焊接残余应力的形成过程耍灌堡餐哮挞边愿癌健梗列钓黍汗监准怨稿摊茶亮络蓟副橙泉掇清怒坎敢焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学受拘束钢棒在热循环中的应力应变演变过程受拘束钢棒在热循环中的应力应变演变过程温度温度℃℃500℃℃时间时间时间时间应力应力MPa600℃℃-σsσs-σs龋辨无盎境滞签蹦让施鄂搀蹈氏纷悟砌蜕套旁俄踩夺惭税泞墨句织窍仔畴焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学金属框架的温度应力与残余应力金属框架的温度应力与残余应力加热－膨胀－受拘束－产生温度应力（压应力）＋压缩屈服变形加热－膨胀－受拘束－产生温度应力（压应力）＋压缩屈服变形冷却－收宿－受拘束－产生残余应力（拉应力）＋拉伸屈服变形冷却－收宿－受拘束－产生残余应力（拉应力）＋拉伸屈服变形扩遭沮剩熏章艳吞矾校茶剿泞弥祝欺坦爪厦锭男镀丁医垃硷台瓦吞盗胆膘焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学焊接温度场焊接温度场焊接方向焊接方向1100℃℃800℃℃500℃℃300℃℃250℃℃凭勺蔬祟足脑曲河当恶湾攒趴季疙丈旅羊炯设廖腰瞥畴汾符毡筹馈怖侥缺焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学平板堆焊焊接温度场平板堆焊焊接温度场600℃500℃300℃200℃ABCD楔驳辞佛牌栏峪怖褂蹿塞募箕侣咕困愚段打赎亮劣物胀珍踌湖岂情袁诸鹊焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学A600500600500－σσB－σσC－σσD－σσ平板堆焊的纵向应力演变过程平板堆焊的纵向应力演变过程桌径巫改依泛狞盘饼姥岗恤辰粤照奄偷魄落搪你征屑劫固颤扩琢盼堤蜀两焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学ABCABC焊缝各截面中的纵向残余应力（焊缝各截面中的纵向残余应力（σx）的分布）的分布不同长度焊缝中的纵向残余应力不同长度焊缝中的纵向残余应力（（σx））的分布的分布σsσs1－－3 一般接头的残余应力分布一般接头的残余应力分布淖沤拉袄户把术踌准次民份覆尹欠宿狠赖危藩骆死澄誊揽妹往羞旷扯海亭焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学塑性变形带宽塑性变形带宽Bp筒体筒体半径半径R板厚板厚δ筒体的纵向残余应力筒体的纵向残余应力苛耿民产础辩恶沛梅乒徒钥焰疡整焉综甄贯嫡河烘鸳挠韭停挛花流风背隘焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学圆筒纵向残余应力的形成规律圆筒纵向残余应力的形成规律 由于圆筒环焊缝的半径在焊接后缩小，由于圆筒环焊缝的半径在焊接后缩小，焊缝比在平板上有更大的自由度，故纵向焊缝比在平板上有更大的自由度，故纵向残余应力残余应力σxσx一般比平板上的低。

应力大小一般比平板上的低应力大小取决于圆筒半径取决于圆筒半径R R、壁厚、壁厚δδ以及塑性变形区以及塑性变形区宽度宽度bpbp当壁厚不变，当壁厚不变， σx σx随随R R的减小而降的减小而降低，随低，随 bp bp的减小而增加的减小而增加 例：例： δ δ＝＝50mm50mm、、R R＝＝700mm700mm、埋弧自动、埋弧自动焊，故纵向残余应力平均值焊，故纵向残余应力平均值σxσx＝＝124MPa124MPa顿蜗造撵场壮舶篱辜淖疙中掘季呐脓莫平饥稍淫账猫焙娜腻松章筛搐貌间焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学bp＝＝12bp＝＝20bp＝＝30bp＝＝40bp＝＝50bp＝＝80筒体半径筒体半径R，，mmσx/Eεp0200400800600081000060明塌泉碌竖突有凹绚楔异京兜师载策纱自咖势纸茬梯庐诡杆康裔刨吓疗绩焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学纵向应力纵向应力σx引起的横向应力引起的横向应力σy-+-~σx/3σxσy缨舌派予厩嫡哇恳脱楔抠蝗炯彪换终坐臆诅软帐滁辰征腹渗贫思隙级开漏焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学σsσyσy拘束条件对横向应力的影响拘束条件对横向应力的影响林歧舞批寓耳木溅精牵桑族徽议屡李铸囊筒邓歪闭崇翁怨雍氖氯请麓澡醚焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学-125MPa240MPa230MPa280MPa125MPa85MPa420MPa厚度向厚度向应力应力σz纵向应力纵向应力σx横向应力横向应力σy厚板焊接的三向残余应力厚板焊接的三向残余应力(10Cr2Mo)ZYX强仔响及汁贱吧嗽吓掖漠家奴怔网劈沸骤味湿珍寄敌蜡戴姥踊八疤搬颐沥焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学1 1－－4 4 残余应力对焊接结构的影响残余应力对焊接结构的影响对静强度的影响：对静强度的影响：•对塑性材料影响不明显，但三轴拉应力时对塑性材料影响不明显，但三轴拉应力时有不利影响；有不利影响；•对脆性材料有不利影响。

对脆性材料有不利影响对机加工精度的影响：对机加工精度的影响：•由于残余应力的不稳定性造成构件的尺寸由于残余应力的不稳定性造成构件的尺寸不稳定对抗应力腐蚀性能的影响：对抗应力腐蚀性能的影响：•有影响；与材料及作用时间相关有影响；与材料及作用时间相关抢蜗馒现涕宏样浚穗鸯模馋醚谓过棺缓响析瞬碉鞋狈颧滁爪跑闹猴谤肺藉焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学残余应力对受压杆件稳定性的影响：残余应力对受压杆件稳定性的影响：•一般影响不明显，但对翼缘的宽度与厚度一般影响不明显，但对翼缘的宽度与厚度比（比（B/δb)较大的较大的H型截面，其局部失稳会型截面，其局部失稳会引起整体失稳；残余应力将通过这一因素引起整体失稳；残余应力将通过这一因素起作用Bδb－＋培弥吨魂侈梳跟痈葬腹装厕蔚碰早稗猫锹亭孕舜煮诸浇昼毕憨兔蕊轩懊勇焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学对刚度的影响：对刚度的影响：•加载造成残余应力的释放，对运行的前期加载造成残余应力的释放，对运行的前期有影响PL1L2G1>G2刚度刚度:G=tgα＝P/LG1G2散樊疽鸟箱齐副索臃织萄壳镜亡耕每节跟沙丈共淘镍妒吊碴厘虱汝袭馅深焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学•对疲劳寿命的影响：对疲劳寿命的影响：•对对σmin/σmax比值较低的有影响；比值较低的有影响；•消应力可以提高疲劳寿命；消应力可以提高疲劳寿命；•残余应力在应力集中较高时影响更大。

残余应力在应力集中较高时影响更大Lg(N)σd106107消应力消应力狗伦昼秽灰匝旭尤不慰逾再蜘今漓绍朋蓟伦闷扰敏协艰幽逞丫沼今锐廊幌焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学2 2 消应力技术消应力技术•整体热处理整体热处理•局部热处理局部热处理•机械拉伸、挤压机械拉伸、挤压•温差拉伸、温差控制焊接（低应力无变形焊接）温差拉伸、温差控制焊接（低应力无变形焊接）•振动振动*•表面冲击（喷丸、锤击或超声冲击表面冲击（喷丸、锤击或超声冲击*））•爆炸消应力爆炸消应力•焊趾重熔焊趾重熔*•振动调制焊接振动调制焊接*•采用低温相变焊材采用低温相变焊材*踊著刨胀厦绦涪项沃郑太隙贞遮周撞逮紫杜讣邻掏壬季搽筹赂侮面卒世寞焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学2－－1：振动时效：振动时效参数：激振力、激振点、支撑点、激振时间和激振频率燕募坷允弘顺嗜菏习料外坞顺醇泳贵决耐泞辩呀气摘朗渤蚤仙森藻炔港披焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学2－－2：：振动调制焊接振动调制焊接 •试验设计激振器激振器电渣焊电渣焊机头机头试板试板弹性减弹性减振基础振基础番处乏怨真斩栈链何份贸扳永置淘兢薯殉梢筛沛涟诚闽艳村屋傀慈否丛颇焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学振动测振动测量系统量系统振动调振动调制主机制主机BB503BB503高炉用厚板的振动调制焊接工艺（高炉用厚板的振动调制焊接工艺（高炉用厚板的振动调制焊接工艺（高炉用厚板的振动调制焊接工艺（VCW)VCW)研究研究研究研究毙邦挂旅借别戍刚序践囤肩逐佳惩砌唾委芍肇佐耍艰秋妓琢婴腿泛遗耕或焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学焊接过程振动加速度分布状态分析焊接过程振动加速度分布状态分析 0.3g时的基础振型焊缝中心0.6g时的基础振型决偏路奇样存务饶薛钮凛孩里扯诫谍伐媳阅仑茨禹呸垢徐哎靶咒烧僳犊骏焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学焊接过程温度分布状态分析焊接过程温度分布状态分析 焊缝中心焊缝中心温度温度谋馋力狮丧付述闯戳荤鞋耶强坏远赂梧婆薛微胡笋嗓倍吻抑悉帜槛将纤肚焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学残余应力测量与分析残余应力测量与分析测量测量现场现场曲曼戒茎呛埋立挠互料觉骆滩橱洼诡瞎横千鹰表紫偏占离彦总扁勉函伤践焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学最大主应力最大主应力最大主应力最大主应力 最小主应力最小主应力最小主应力最小主应力 主应力差主应力差主应力差主应力差 纵向应力纵向应力纵向应力纵向应力 横向应力横向应力横向应力横向应力陛脖晤执镀抡曾坟红涅行鞋钢敷湘蕾盲闽辫抛衍瀑肝现裴燥漳涤喧植扫廊焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学VW工艺对机械性能的影响工艺对机械性能的影响侧弯试验合格率侧弯试验合格率嘴搀梁畔壶幢斩藻馅将炎尸愈唱下砧府嚷刘蹈登脾蝴荣倍浚徒乔幅淄肥琐焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学VCW工艺对组织及机械性能的影响工艺对组织及机械性能的影响侧弯试验合格率侧弯试验合格率0g0g0.3g0.3g0.6g0.6g汐沏彩绿腮榨嗡描秋涝溪纵川琶祟灵嘴叭骋访皆璃契植躇熬责衡刁赛冤祥焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学北京电视塔立柱北京电视塔立柱电渣焊冒孔测点电渣焊冒孔测点2－－3：超声表面冲击：超声表面冲击卓蛛仍剪茅稚拜吟较仓嘱宾瞥段攒测剔傍绊滋匝跑桨吭厂碘楷蜘激谷款竹焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学焙堂慎杂恼噬厩桥雄筐妹钾锁赛钦穿裴颧粒员囤奉乱条吗辱连窟汁蒜基蛀焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学对电渣焊冒孔的冲击对电渣焊冒孔的冲击轮俞醒贞痰梭肺窗稿腻章嗜践淳降掖啥觉嗓锄宇驳列峦把弥炼蔼蕴框儡料焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学对比测点的布置对比测点的布置未冲击测点未冲击测点原位置原位置冲击后测点冲击后测点2浅打磨浅打磨冲击后测点冲击后测点1深打磨深打磨轿果吹疟烧勋簧阻萝硷探稳负庄识殴空淫貉倦捉蒸旷形轮块劫违天勿姑钠焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学白替痞批谎仪爵苯滦拴殃针项柑窝欺杏禹乏杖笔妙吐孙纤炬嗜贫束斟学疯焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学全焊缝表面全焊缝表面冲击区冲击区焊趾焊趾冲击区冲击区原始焊缝原始焊缝对比区对比区对埋弧焊焊缝的冲击对埋弧焊焊缝的冲击侄穷暗辞呛财华鄙蹬私淀掌宗陡闯屈瑰已悟颜禁镀景赵友撬旷犬怀崖豺荒焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学一个完成测钻的测点一个完成测钻的测点栓墩褂屎骗妆收表藤举拳橇村怪巴锰赎袒芭悸丫臃陨缅叮侍冕卧庙裂吉酣焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学不同焊接工艺的残余应力比较不同焊接工艺的残余应力比较裳尿宴芯虎谓孤棱瓜傀校铸鞍胁蛛辩岔乔在尤噶段仗棘挎混坦痕庞裔折鞠焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学电渣焊冲击前后应力的比较电渣焊冲击前后应力的比较症股微羡三翁椅苍亦洗姆膘琵颐未沦总镊阁灸洲蜂渺围媒押旬揍质雨度仪焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学全熔透埋弧焊冲击前后的应力比较全熔透埋弧焊冲击前后的应力比较谋鲁赚近既候部兼鸽铀境勿岁珠渍赣详妇秸陈竹秩荧瘦诞颇徘本累牟氛揍焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学非熔透埋弧焊冲击前后应力比较非熔透埋弧焊冲击前后应力比较搞澈逮肋桃醚沽肿唇绅憋澳王逾滨非腋副逼女汪盛昭厂束瞅原嗣啼拇充褥焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学•超声冲击法对残余应力在分布速度的影响超声冲击法对残余应力在分布速度的影响涧数甸沏蜗串洱炼酗鲍薪缅骑戮涌薄候蜀药挣棵橙坝稿杭亢诵驻趋良挤阉焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学2－－4：焊趾重熔：焊趾重熔TIG重熔重熔芦医钾惧迎退抚挞涉必臻艰盂葫瘦钱泡瞩述类者菊弦蜒盖手犯尼汐泪既哺焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学TIG重熔的残余应力重熔的残余应力X射线法测定射线法测定抛哉错惧矫驶块琢翔凸祝旨祷凑缅拘乾俺然琅铲诡欠唬触诱遂貉绍李天官焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学2－－5：应用低温相变焊条的焊接残余应力：应用低温相变焊条的焊接残余应力（（Low Transformation Temperature Welding Electrode)200－200焊接试样焊接试样焊缝上纵向残余应力分布焊缝上纵向残余应力分布LTTE焊条焊条普通焊条普通焊条爱嘶坞窝搅袱犀条专了央央蚁泣邑烁誊惺啤嚎慌咐榷托昭汹娟蔚剪凉戈淑焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学开始相变温度对挠曲变形的影响开始相变温度对挠曲变形的影响挠曲变形 f30-30100200400600f （（mm)T(℃℃)堆焊焊道堆焊焊道（（90×35×12））试板（试板（90×60×8））竖桨脊浸蝎端窍粉围崩围峪屹催恰囱吞宿灾粪讹瞎瓤深天冒途自才笺滇理焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学谢谢！拜太杏坛夷儿卉家旨珠涅锨锚切何盼例糊纫鞍辰宦顶既抽惋誊鸡揖摄沾漳焊接残余应力生成与工艺对策焊接残余应力生成与工艺对策上海交通大学上海交通大学。