消除焊接應(yīng)力一直是機(jī)械制造重要的工藝，如果不能很好防止或消除焊接應(yīng)力，很容易引起焊接接頭的裂紋，留在焊接件中的應(yīng)力將會影響機(jī)件的使用壽命，甚至?xí)鸢踩[患。因此，消除焊接應(yīng)力，是每個機(jī)械設(shè)計人員及焊接工人必須掌握的基本知識。
下面是根據(jù)多年制造工藝總結(jié)減小焊接殘余應(yīng)力的工藝措施：
1、采用合理的焊接順序和方向
?。?）焊接平面上的焊縫，要保證縱向焊縫和橫向焊縫（特別是橫向）能夠自由收縮。如焊對接焊縫，焊接方向要指向自由端。
?。?）先焊收縮量較大的焊縫，如結(jié)構(gòu)上有對接焊縫，也有角焊縫，應(yīng)先焊收縮量較大的對接焊縫，如圖7-27所示。
（3）先焊橫向短焊縫，如圖7-28所示。
?。?）工作時應(yīng)力較大的焊縫先焊，使內(nèi)應(yīng)力分布合理，如圖7-29所示。
?。?）交叉對接焊縫焊接時，必須采用保證交叉點部位不易產(chǎn)生缺陷的焊接順序。圖7-30所示的T形焊縫和十字焊縫焊接時，應(yīng)該將交叉處先焊的焊縫鏟干凈，按圖中的順序焊接，才能使T形焊縫和十字捍縫的橫向收縮比較自由，有助于避免在焊縫的交點處產(chǎn)生裂紋。
2、降低焊接結(jié)構(gòu)的局部剛性
結(jié)構(gòu)剛性增加時，焊接應(yīng)力隨之加大。因此，降低構(gòu)件焊接部件的局部剛性，有利于減小應(yīng)力。在焊接封閉焊縫或其剛性較大的焊縫時，可以采取反變形法來降低結(jié)構(gòu)的局部剛性或者在焊縫附近開緩和槽的方法來降低焊接部位的局部剛性。
3、加熱“減應(yīng)區(qū)”
焊接時，加熱那些阻礙焊接區(qū)自由伸縮的部位，使之與焊接區(qū)同時膨脹、同時收縮。就能減小焊接應(yīng)力，這種方法稱為加熱“減應(yīng)區(qū)”法，或稱為同步收縮法。加熱的部位就稱為“減應(yīng)區(qū)”。
4、采用“冷焊”的方法降低焊接殘余應(yīng)力
“冷焊”的原則是盡量使焊接結(jié)構(gòu)上的溫度分布均勻，要求焊縫的局部溫度盡量控制得低些，同時這個局部在焊接結(jié)構(gòu)整體中所占的體積盡量小些。這種在結(jié)構(gòu)中盡量減小溫差的辦法，可以有效地減小焊接殘余應(yīng)力，降低熱應(yīng)力裂紋傾向。
在冷焊操作時采用較小直徑的焊條，較小的焊接電流，每次只焊很短一段焊縫。例如，鑄鐵的補(bǔ)焊每段只焊10——40mm。焊剛性較大的構(gòu)件，每次只焊一根或半根焊條，每道焊完后，要冷卻至不燙手時，才可焊下道焊縫。
5、錘擊焊縫
在每道焊縫冷卻過程中，用圓頭小錘錘擊焊縫，使焊縫金屬受錘擊產(chǎn)生塑性拉伸變形而向四周延展，抵消焊縫的收縮而降低內(nèi)應(yīng)力。錘擊應(yīng)保持均勻適度，避免錘擊過度而產(chǎn)生過深的錘痕。
6、焊前預(yù)熱
焊前預(yù)熱的目的是使焊接區(qū)和結(jié)構(gòu)的溫度梯度減小，降低約束度，達(dá)到減小焊接內(nèi)應(yīng)力的目的。焊件焊前預(yù)熱可整體預(yù)熱，也可焊接區(qū)局部預(yù)熱。預(yù)熱的方法有爐內(nèi)整體加熱、局部遠(yuǎn)紅外線加熱、局部工頻加熱、火焰加熱等。
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