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消除焊接應力的方法多種多樣,可以根據具體的焊絲情況、結構件、工藝條件和要求來選擇合適的方法或組合使用多種方法。以下是一些常見的消除焊接應力的方法:
1. 預熱法
原理:
預熱可以使材料的溫度均勻分布,減少焊接過程中產生的溫度梯度,從而減小焊接應力。
應用:
適用于高強度鋼、不銹鋼、鑄鐵等易產生焊接應力的材料。
2. 后熱處理法
原理:
通過加熱或冷卻的方式改變焊接部位的組織和性能,從而減少焊接應力。
具體方法:
包括回火、正火、退火等。例如,回火是將結構件加熱到低于臨界溫度的溫度(通常為500~700℃),保持一定時間,然后空冷或油冷,使之消除殘余奧氏體和馬氏體,降低硬度和脆性,減少內應力。
應用:
適用于各種材料和結構件,但需要較大的設備和能耗。
利用機械力對焊縫或母材施加適當的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉等變形,使之與熱變形相抵消,從而減少或消除焊接應力。
具體方法:
包括錘擊法、鍛冶法、振動法、壓力法等。例如,錘擊法是在焊縫冷卻過程中,用錘子對焊縫及其周圍區域進行敲打,使之發生塑性變形,釋放部分內應力。
應用:
錘擊法適用于較小的結構件和較薄的板材;鍛冶法適用于較大的結構件和較厚的板材;振動法適用于各種形狀和尺寸的結構件,效果好,操作方便,節能環保;壓力法適用于圓筒形、球形等封閉容器類結構件。
4. 切割與重焊
原理:
對于產生較大應力的焊接部位,可以考慮先切割掉焊縫,然后重新焊接。這樣可以消除原來的焊接應力,并重新調整焊接部位的組織和性能。
焊接后,將焊接部位連續加熱到晶間的熱敏點,并保持一段時間。晶間脫氫可以使焊接部位晶間脫氫,減少晶間脆化,從而減小焊接應力。
6. 合理焊接順序
原理:
采取先焊接收縮量大的焊縫,逐步降低焊件的剛度,有利于減小殘余應力。
總結
綜上所述,消除焊接應力的方法多種多樣,選擇合適的方法需要綜合考慮材料、結構件、工藝條件和要求等因素。在實際應用中,可以根據具體情況選擇一種或多種方法組合使用,以達到最佳效果。