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2013年一级建造师机电工程精讲之焊接应力和焊接变形
文章摘要：一级建造师机电工程
1.焊接应力的分类
焊接过程是一个先局部加热，然后再冷却的过程。焊件在焊接时产生的变形称为热变形，焊件冷却后产生的变形称为焊接残余变形，这时焊件中的应力称为焊接残余应力。焊接应力包括沿焊缝长度方向的纵向焊接应力，垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。
2.焊接残余应力对结构性能的影响
(1)对结构静力强度的影响：焊接应力不影响结构的静力强度。
(2)对结构刚度的影响：焊接残余应力降低结构的刚度。
(3)对受压构件承载力的影响：焊接残余应力降低受压构件的承载力。
(4)对低温冷脆的影响：增加钢材在低温下的脆断倾向。
(5)对疲劳强度的影响：焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。
3.焊接变形
焊接变形包括纵、横收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。任一焊接变形超过验收规范的规定时，必须进行校正，以免影响构件在正常使用条件下的承载能力。
4.减少焊接应力和焊接变形的措施
(1)设计措施
1)尽可能使焊缝对称于构件截面的中性轴，以减小焊接变形。
2)采用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度。
3)焊缝不宜过分集中。
4)应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉。
5)尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。
(2)工艺措施
1)采取合理的施焊次序。
2)采用反变形。
3)对于小尺寸焊件，焊前预热，或焊后回火加热至600℃左右，然后缓慢冷却，可以消除焊接应力和焊接变形。也可采用刚性固定法将构件加以固定来限制焊接变形，但却增加了焊接残余应力。
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