消除焊接应力的方法

一，控制焊接残余应力的措施有以下几个方面:

1，采用合理的焊接顺序和方向

（1）先焊收缩量较大的焊缝,使焊缝能较自由地收缩,以最大限度地减少焊接应力。

（2）先焊错开的短焊缝,后焊直通长焊缝。

（3）先焊工作时受力较大的焊缝,使内应力合理分布。

2，降低局部刚度

焊接封闭焊缝或其刚度较大的焊缝时,可以采取反变形法来降低结构的局部刚度。

3，锤击焊缝区法

利用锤击焊缝来减小焊接应力是行之有效的方法。当焊缝金属冷却时,由于焊缝的收缩而产生应力,锤击焊缝区,应力可减小1/2~1/4。锤击时温度应维持在100-150℃之间或在400℃以上,避免在200-300℃之间进行,因为此时金属处于蓝脆阶段,锤击焊缝容易断裂。多层焊时,除第一层和最后一层焊缝外,每层都要锤击。第一层不锤击是为了避免根部裂纹,最后一层是为了防止由于锤击而引起的冷作硬化。

4，预热法

焊接温差越大,残余应力也越大。因为焊前预热可降低温差和减慢冷却速度,所以可减少焊接应力。

5，加热减应区法

在焊接或补焊刚度很大的焊件时,选择构件的适当部位,进行加热使之伸长,然后再进行焊接。这样焊接,残余应力可大大减小。这个加热部位叫做“减应区”。“减应区”原是阻碍焊接区自由收缩的部位,加热了该部位,使它与焊接区近于均匀的冷却和收缩,以减小内应力。

6，焊前预处理

除预热外，还包括预加载处理和预碾压处理，其操作和原理与预拉伸相似。

7，振动焊接

根据振源不同分为低频振动焊接（低于200Hz）和高频振动焊接（高1000Hz），他是通过在焊接过程中不同构件附加不同参数的机械振动，达到提高焊接接头力学性能、改善焊缝组织以及减小残余应力的目的。

8，随焊电磁感应

它是通过在焊接热源后方同步跟踪电磁感应加热来控制接头的冷却过程，该工艺主要适用于控制焊缝熔合区的裂纹，特别是冷裂纹的形成和扩展。

二，消除焊接残余应力的方法有以下几个方面:

1，整体高温回火(消除应力退火)

这个方法将整个焊接结构加热到一定温度,然,后保温一段时间,再冷却。同一种材料,回火温度越高,时间越长,应力就消除得越彻底。通过整体高温回火可以将80%-90%的残余应力消除掉。缺点是当焊接结构的体积较大时,需要用容积较大的回火炉,增加了设备的投资费用。

2，局部高温回火

只对焊缝及其附近的局部区域进行加热以消除应力。消除应力的效果不如整体高温回火,但方法设备简单。常用于比较简单的、拘束度较小的焊接结构。

3，机械拉伸法

产生焊接残余应力的根本原因是焊件焊后产生了压缩残余变形。因此,焊后对焊件进行加载拉伸,产生拉伸塑性变形,它的方向和压缩残余变形相反,结果使得压缩残余变形减小,因而残余应力也随之减小。

4，温差拉伸法(低温消除应力法)

基本原理与机械拉伸法相同。具体方法是在焊缝两侧加热到150~200℃,然后用水冷却使焊缝区域受到拉伸塑性变形,从而消除焊缝纵向的残余应力。常用于焊缝比较规则、厚度不大(<40mm)的板、壳结构。

5，振动法

对焊缝区域施加振动载荷,使振源与结构发生稳定的共振,利用稳定共振产生变载应力,使焊缝区域产生塑性变形,以达到消除焊接残余应力的目的。振动法消除碳素钢、不锈钢的内应力可以得到较好效果。