根据焊接应力产生时期的不同，可把焊接应力分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。焊接瞬时应力是焊接时随温度变化而变化的应力；焊接残余应力则是被焊工件冷却到初始温度后所残留的应力。根据焊接应力在被焊工件中的方位不同，可将焊接应力分为纵向应力、横向应力和厚向应力。实际上，焊接应力都是三维应力，但对于薄板，厚向应力相对较小，可按二维应力处理。焊接过程中被焊工件受到不均匀温度场的作用而产生的形状、尺寸变化称为焊接变形。随温度变化而变化的称为焊接瞬时变形；被焊工件完全冷却到初始温度时的改变，称为焊接残余变形。焊接变形有7种形式（见图）。①纵向收缩变形：沿焊缝长度方向的收缩。②横向收缩变形：垂直于焊缝方向的横向收缩。③角变形：绕焊缝轴线的角位移。④挠曲变形：构件中性轴上下不对称的收缩引起的弯曲变形。⑤失稳变形：薄壁结构在焊接残余压应力的作用下，局部失稳而产生的波浪形。⑥错边变形：焊接边缘在焊接过程中，因膨胀不一致而产生的厚度方向的错边。⑦扭曲变形：由于装配不良、施焊程序不合理而使焊缝的纵向、横向收缩没有规律所引起的变形。一般说来，焊接残余应力和变形都是有害的：①使结构材料处于脆性状态，降低静载强度。②引起失稳断裂应力下降。③使被焊工件的疲劳强度降低。④对应力腐蚀开裂和氢致开裂有明显影响。⑤焊接残余应力与工作应力相叠加，使焊接构件局部先期屈服，降低焊接构件的刚性。⑥焊接残余应力具有时效特点，对焊接结构的尺寸稳定性和机加工精度产生影响。焊接残余变形的不良影响有：降低焊接结构的形状和尺寸精度；在外载荷作用下引起应力集中和附加应力，降低结构的承载能力；损害焊接结构的美观。为了减小和调节焊接残余应力，在设计上，应尽量减小焊缝的数量和尺寸；避免焊缝布置过分集中；避免三轴交叉焊缝；采用刚性较小的接头形式；尽量避免将焊缝布置在工作应力最大的区域；在残余拉应力区域内避免几何不连续性引起内应力的进一步增高。在工艺上，应采取合理的焊接顺序和方向，先焊接工作时受力大、收缩量大的焊缝，尽量使焊缝收缩比较自由，后焊直通的长焊缝；采用反变形，降低接头的刚度；及时锤击焊缝；在适当部位进行局部加热。焊后消除焊接残余应力的常用方法有整体高温回火，还有局部高温加火、机械拉伸法、温差拉伸法、振动法、爆炸法等。防止焊接变形的措施有：①设计上尽可能减少焊缝数量，选择合理的焊缝尺寸和形状，合理选择结构形式和安排焊缝位置。②在工艺上，采用高能量密度的焊接方法和小线能量的工艺参量；焊接不对称的焊件时，通过选择不同的焊接参数，控制和调节焊件的弯曲变形；选择合理的装配、焊接顺序；采用反变形和刚性固定措施；采用预拉伸法防止薄板焊接变形等。焊接变形常采用机械方法矫正。对于由长而规则的对接焊缝引起的薄板壳结构的变形，用钢轮碾压焊缝及其两侧，可获得良好的矫正效果。利用局部加热产生压缩塑性变形区，使较长的焊件在冷却后收缩的火焰矫正法，具有机动性强、设备简单的优点，得到广泛采用。 2100433B