《焊接结构制造工艺及实施 第3版》课件 2-1焊接应力与变形的产生.pptx

Contents目录01焊接应力与变形基本知识02焊接应力与变形产生原因

焊接应力与变形基本知识

01焊接应力与变形基本知识焊接变形

焊接应力与变形基本知识按物体变形的性质焊接物体在外力的作用下，其内部原子的相对位置发生变化，其宏观表现为形状和尺寸的变化塑性变形当外力或其他因素去除后，变形仍然存在，即物体不能恢复到原状态下的变形弹性变形在外力或其他因素作用下发生变形，当外力或其他因素去除后变形也随之消失，物体恢复原状变形

焊接应力与变形基本知识自由变形按变形的拘束条件当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由进行，产生的变形即为自由变形非自由变形当金属杆件在均匀加热时，变形局部受阻，变形量不能完全表现出来，称为非自由变形

焊接应力与变形基本知识2外观变形1非自由变形分为未表现出来的那部分变形，称为内部变形。外观变形当金属物在温度变化过程中受到阻碍，不能完全自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。

焊接变形由焊接而引起焊件的尺寸改变称为焊接变形瞬时变形：在焊接过程中的某一瞬时的变形值残余变形：焊接后残留于焊件中的变形值焊接变形焊接应力与变形基本知识

02焊接应力与变形基本知识焊接应力

应力的分类有无外力的作用工作应力内应力应力作的用方向引起应力的原因应力的存在情况纵向应力横向应力厚度方向应力温度应力拘束应力组织应力单向应力双向（平面）应力三向（体积）应力物体单位截面上的内力。应力概念焊接应力与变形基本知识

焊接应力焊接应力是一种内应力，是由于焊件不均匀加热和冷却而产生的温度应力。瞬时应力：在焊接过程中的某一瞬时的应力分布及数值残余应力：焊接后残留于焊件中的应力分布及数值焊接结构制造中研究和控制的主要是焊接残余变形与焊接残余应力。焊接应力与变形基本知识

焊接应力与变形产生原因

焊接应力与变形产生原因不均匀加热刚性与拘束金相组织变化焊缝金属收缩焊接应力与变形产生原因

不均匀加热焊接应力与变形产生原因结论长板条中心加热时，中间为压应力，两侧为拉应力；冷却后中间为拉应力，两侧为压应力。钢板条中心加热和冷却时的应力与变形

焊接应力与变形产生原因对构件进行不均匀加热，在加热过程中，只要TTS，构件就会产生压缩塑性变形，冷却后构件存在残余应力、残余变形0102通常焊接过程中焊件的变形方向与焊后焊件的变形方向相反03焊接过程中焊缝及附近区产生压缩塑性变形，冷却后要收缩，若收缩充分则变形大、应力小，反之则变形小、应力大04焊接过程中及焊后，焊件中的应力分布不均匀，焊后焊缝及其附近区域的残余应力通常为拉应力不均匀加热分析得出结论

焊缝金属收缩焊接应力与变形产生原因焊缝金属冷却、由液态转为固态时，其体积要收缩。由于焊缝金属与母材是紧密联系的，因此，焊缝金属并不能自由收缩，另外，一条焊缝是逐步形成的，焊缝中先结晶的部分要阻止后结晶部分的收缩，由此会产生焊接应力与变形。

焊接应力与变形产生原因影响焊接收缩的因素焊缝化学成分例如：18-8型不锈钢收缩大于低碳钢液态金属温度温度越高，收缩量越大

金相组织变化焊接应力与变形产生原因刚性与拘束金属在加热及冷却过程中发生相变，可得到不同的组织，这些组织的比容也不一样，由此也会造成焊接应力与变形焊件的刚性——焊件抵抗变形能力。刚性↗，则变形↘，应力↗。拘束——是焊件周围物体对焊件变形的约束。拘束↗，则变形↘，应力↗。