1）先焊變形收縮量較大的焊縫，使基能較自由地收縮。

如一個(gè)帶蓋板的雙工字鋼構(gòu)件見圖14，由于對接焊縫的收縮量大于角焊縫的收縮量，所以應(yīng)先焊蓋板的對接焊縫1，后焊蓋板和工字梁之間的角焊縫2。

2）先焊錯(cuò)開的短焊縫，后焊直通長焊縫。

如一拼板結(jié)構(gòu)見圖14b，應(yīng)先焊焊縫1、2，后焊焊縫3。如相反，則由于焊縫1、2的橫向收縮受到限制，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。

3）先焊在工作時(shí)愛力較大的焊縫，使內(nèi)應(yīng)力合理分布，見圖14c。

在接頭兩端留出一段翼緣角焊縫不焊，先焊受力最大的翼緣對接焊縫1，然后再焊腹板對接焊縫2，最后焊翼緣預(yù)留的角焊縫3。這樣，焊后可使翼緣的對接焊縫承受壓應(yīng)力，腹板對接焊縫承受拉應(yīng)力。角焊縫留在最后焊可以保證腹板對接焊縫有一定的收縮余地，同時(shí)也有利于在焊接翼緣對接焊縫時(shí)，可以采取反變形措施來防止產(chǎn)生角變形。

如何利用降低結(jié)構(gòu)局部剛度來控制焊接殘余應(yīng)力？

結(jié)構(gòu)的剛度增加時(shí)，焊后的殘余應(yīng)力將顯著加大。因此，在條件許可時(shí)，焊前采取一定的工藝措施，將焊接區(qū)域的局部剛度降低，將有效地減少焊接殘余應(yīng)力。如一鑲塊結(jié)構(gòu)的焊件，由于焊縫呈封閉形剛度較大，見圖15。

為減少焊接區(qū)域的局部剛度，可以將平板少量翻邊（圖15a），或?qū)㈣倝K壓凹（圖15b），焊接時(shí)由于焊縫能自由收縮（將平板或鑲塊拉平），使殘余應(yīng)力大為減少。

⑴振動(dòng)法

利用偏心輪和變速電動(dòng)機(jī)組成的激振器使焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生共振產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力，可使焊接殘余應(yīng)力逐漸降低，這種方法稱為振動(dòng)法。振動(dòng)法消除殘余應(yīng)力的效果取決于激振器和構(gòu)件支點(diǎn)的位置、激振頻率和時(shí)間。

其優(yōu)點(diǎn)是所用設(shè)備簡單價(jià)廉、處理費(fèi)用低、時(shí)間短，也沒有高溫回火時(shí)金屬表面氧化的問題，目前在生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用。

選擇一臺(tái)實(shí)用的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備才是最重要的，他關(guān)乎振動(dòng)時(shí)效工藝可靠性，決定振動(dòng)時(shí)效的效果，建議讀者考慮大品牌的廠家華云機(jī)電http://yingli.huawin.com，HK系列振動(dòng)時(shí)效就很不錯(cuò)。

焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的根本原因是，由于焊縫在冷卻過程中的縱向收縮和橫向收縮，因此焊后利用小錘輕敲焊縫及其鄰近區(qū)域，使金屬展開，能有效地減少焊接殘余應(yīng)力，據(jù)測定，利用錘擊法可使應(yīng)力減少1/2～1/4。

進(jìn)行錘擊焊縫時(shí)，焊件溫度應(yīng)當(dāng)維持在100～150℃之間或在400℃以上，避免在200～300℃之間進(jìn)行，因?yàn)榇藭r(shí)金屬正處于藍(lán)脆性階段，若錘擊焊縫容易造成斷裂。

多層焊時(shí)，除第一層和最后一層焊縫外，每層都要錘擊。第一層不錘擊是為了避免產(chǎn)生根部裂紋，最后一層焊縫通常焊得很薄，主要是為了消除由于錘擊而引起的冷作硬化。

焊件用來消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火分整體和局部兩種方式。

⑴整體高溫回火

將整個(gè)焊件放在爐中加熱到一定溫度然后保溫一段時(shí)間再冷卻。同一種材料，回火溫度越高，時(shí)間越長，殘余應(yīng)力就消除得越徹底。通過整體高溫回火可以將80%～90%的殘余應(yīng)力消除掉，這是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。

各種材料的回火溫度，見表8。含釩低合金鋼在600～620℃加回火后，塑性、韌性下降（回火脆性），回火溫度宜選550～560℃。

回火時(shí)間隨焊件厚度而定，鋼按每毫米壁厚1～2min計(jì)算，但不宜低于30min，不必高于3h，因?yàn)闅堄鄳?yīng)力消除效率隨時(shí)迅速降低，過長的處理時(shí)間是不必要的。

⑵局部高溫回火

只對焊縫及其附近的局部區(qū)域進(jìn)行加熱消除殘余應(yīng)力。消除應(yīng)力的效果不如整體高溫回火，但方法設(shè)備簡單。常用于比較簡單的、拘束度較小的焊接結(jié)構(gòu)，如長筒形容器、管道接頭、長構(gòu)件的對接頭等焊接殘余應(yīng)力的消除。

局部高溫回火可采用氣體、紅外線、間接電阻或工頻感應(yīng)加熱等。

如何利用機(jī)械接伸法來消除焊接殘余應(yīng)力？

產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的根本原因是焊件焊后產(chǎn)生了壓縮殘余塑性變形。因此，焊后對焊件進(jìn)行加載拉伸，產(chǎn)生拉伸塑性變形，它的方向和壓縮殘余變形相反，結(jié)果使壓縮殘余變形減小，因而焊件中的焊接殘余應(yīng)力亦隨之同步減小。

機(jī)械拉伸消除應(yīng)力法對于一些焊后需要進(jìn)行液壓試驗(yàn)的焊接容器特別有意義，因?yàn)橐簤涸囼?yàn)時(shí)容器所承受的試驗(yàn)壓力均大于容器的工作壓力，例如鋼制壓力容器其試驗(yàn)壓力為容器工作壓力的1.25倍，所以容器在進(jìn)行液壓試驗(yàn)的同時(shí)，對容器材料進(jìn)行了一次相當(dāng)于機(jī)械拉伸的膨脹，從而通過液壓試驗(yàn)，消除了部分焊接殘余應(yīng)力。

如何利用溫差拉伸法來消除焊接殘余應(yīng)力？

溫差拉伸法消除焊接殘余應(yīng)力的基本原理與機(jī)械拉伸法相同，主要差別是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區(qū)。

溫差拉伸法的具體方法是：

在焊縫兩側(cè)各用一個(gè)寬度適當(dāng)?shù)难跻胰惭婢孢M(jìn)行加熱，在焰炬后面一定距離，用一根帶有排孔的水管進(jìn)行噴水冷卻。乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動(dòng)見圖16。這樣就形成了一個(gè)兩側(cè)溫度高（其峰值約為200℃、焊接區(qū)溫度低 （約為100℃）的溫度差。

兩側(cè)金屬受熱膨脹對溫度較低的區(qū)域進(jìn)行拉伸，所以就可消除部分焊接殘余應(yīng)力，據(jù)測定，消除的效果可達(dá)50%～70%。溫差拉伸法的參數(shù)，見表9。

本文來源： 焊接工程師

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