由于焊接应力将会直接影响到焊接结构焊后的承载能力或抵抗破坏的能力,为了防止与减小焊接残余应力,可从设计和工艺两个方面着手。正确的设计方案是控制应力的根本措施,如减少焊缝的数量及尺寸、避免焊缝过分集中、采用刚性较小的接头形式或避免应力集中等方法。但是仅依靠正确的设计并不能完全控制残余应力,还须利用正确的工艺方法与其相结合,才能有效地将焊接应力的影响控制到较低的程度。
(1)选择合理的焊接顺序合理安排焊接顺序的原则有:
①焊接时,应尽可能考虑焊缝能自由收缩。如拼板合理的焊接顺序,见《焊板的焊接顺序》所示,图中的数字1~10所指表示焊接顺序,即先焊相互错开的短焊缝,后焊直通长焊缝。
②收缩最最大的焊缝应先焊。由于先焊的焊缝收缩时受阻较小,因此焊后应力较小,而收缩量大的焊缝容易产生较大的焊接残余应力;故焊件上收缩量最大的焊缝先焊就可以减小焊接应力。
③焊接平面交叉焊缝时,焊缝的交叉点处易产生较大的焊接应力。
(2)降低焊缝的拘束度 采取在结构上事先留出保证焊缝自由收缩的余量及开缓和槽以减小应力的措施可降低焊缝的拘束度。
(3)预热法 预热法指在焊前对焊件局部或整体加热的工艺措施。预热温度根据金属材料、结构刚性、散热情况的不同而异。其目的是减小焊接区和结构整体的温度差,温差越小,越能使焊缝区与结构整体尽可能均匀地冷却,从而减少内应力。对于淬硬倾向较大的材料、脆性材料或刚性较大的焊件,在焊接或焊补时常用此法。
(4)加热“减应区”法焊接时加热阻碍焊接区自由伸缩的部位(即“减应区”),使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,起到减小焊接应力的作用,此法称为加热“减应区”法。2100433B