文档介绍：哈尔滨焊接教术训中心HarbininWeldingTrainingInstitute国际焊接工程师培训课程TrainingCourseforInternationalWeldingEngineer焊内应力及烟捭措癒吉林大学李桂中国际焊接学会授权的培训机构dislwAuthorisedTrainingbody7hHaIIWAuthorisedTrainingBody1、导论焊接的热效应导致焊件内产生焊接内应力,不同焊接工艺在焊接部位产生不同形状的温度场。该温度场的温度变化区间为从金属的熔点(钢为1500℃)至室温(约为20℃)。图1为气焊和电弧焊温度场的分布情况。■■■■■□■■■■■■□■■■■■■■■■□■■■■■■■■■□■■■■■□■口图1a)气焊和b)电弧焊温度场的分布(板厚为5mm)7hHaIIwAuthorisedTrainingBody焊接热过程中,温度场是动态变化的。等温线也是逐渐扩展的。工件上某一点处的温度也是随时改变着的****惯上把该点温度随时间的变化规律称为该点的焊接热循环曲线(如图2所示)不同时间、不同位置、有不同的温度!必将产生不同的热变形,甚至膨胀和收缩也不同步。这种不均匀、不同时、不同步的热变形就会导致工件内部的相互拘束,因此就会导致内应力及热塑性变形的产生。最终还会导致残余应力和残余变形T焊接温度场的整体描述:T=f(x,y,z,t)即焊接温度场是时间和空间的函数。图2工件上某一点处的热循环曲线7hHaIIwAuthorisedTraining温度场的整体描述横看成岭纵呈峰;远近温升各不同;等温环线有疏密;最终回归热平衡。Harbin一组小试件均匀加热和冷却的变形循环与分析risedTrainingBody(1)无拘束条件图3属于自由状态,即钢棒加热时能自由延伸;冷却时又kalt可自由收缩,最终恢复到原始长度。在整个过程中不存在变形阻力,更不会产生任何塑性ewarm变形。因此钢棒内在热循环过程中不存在任何内应力。At=t,-to:λ·1·A图3自由延伸一自由收缩7hHaIIwAuthorisedTrainingBody(2)自由延伸-限制收缩图4属于自由延伸限制收kalt缩状态,即钢棒在加热过程中可自由延伸;而在冷却时其收缩却ewart受到刚性限制,这样冷却后在钢棒内将产生拉应力,当拉应力大于该材料的抗拉强度时,导致钢abgekiihlt棒断裂。图4自由延伸限制收缩U"7HarbirIIwAuthorisedTrainingBody(3)限制延伸-自由收缩图5属于限制延伸自由收缩状态下,钢棒受热时不能自由延伸而产生压应力,随着加热温度的提高,屈服极限随之下降,并导致“锻粗”,即产生压缩塑性变形。在冷却时却对钢棒的收缩没有限制,已产生的“锻粗”部位不能恢复原态,故钢棒最终将变短,但不存在图5限制延伸一自由收缩残余应力。(3)限制膨胀特征:e=0,E=-ET自由收缩特征:Ee=ErTAST,se,aTEt,EeE100tOt1TMAx<Ts=100℃b)TMAx=300℃Emaxk<EsEn=0EmaxI>Es无残余应力与余变形!epmaxI=2s有残余变形,无残余应力!U"7HarbirIIWAuthorisedTrainingBody(4)限制延伸-限制收缩图6属于限制延伸限制收缩状态,即加热时钢棒的延伸受到限制,产生压应力,随着温度的增加,钢棒的屈服极限下降,直至产生“锻粗”,压应力随之减在冷却时,钢棒收缩受到限制,abgekuihlt导致在钢棒内产生较大的拉应力。甚至产生较大的拉伸塑性变形!图6限制延伸限制收缩n(2)刚性拘束特征:e=0,e=-ErT.￡TEeEcT,ce,c100tOt1a)TMAx<Ts=100℃b)TMAx=300℃Emax<EsEn=0amax>E无残余应力与残余变形!pmaxI1=28有残余应力,无残余变形!