1、焊接应力与焊接变形（ 2006年 4月 苏州 ）南京市特种设备监督检验所吕嘉宾025-84697976焊接应力与变形 第一节 焊接应力与变形的产生 一、焊接应力与变形的基本知识 1、弹性变形和塑性变形 变形 : 物体在外力或温度等因素的作用下，其形状和尺寸发生变化，这种变化称为物体的变形。 弹性变形 : 当使物体产生变形的外力或其他因素去除后变形也随之消失，物体可恢复原状，这样的变形称为弹性变形。 塑性变形 : 当外力或其他因素去除后变形仍然存在，物体不能恢复原状，这样的变形称为塑性变形。 2、应力 物体受外力作用后所导致物体内部之间的相互作用力称为内力。 另外，在物理、化学或物理化学变化过程
2、中，如温度、金相组织或化学成分等变化时，在物体内部也会产生内力。 作用在物体单位面积上的内力叫做应力。 根据引起内力原因的不同，可将应力分为工作应力和内应力。 工作应力是由外力作用于物体而引起的应力； 内应力是由物体的化学成分、金相组织及温度等因素变化，造成物体内部的不均匀性变形而引起的应力。 3、焊接应力与焊接变形 焊接应力 是焊接过程中及焊接过程结束后，存在于焊件中的内应力。 焊接变形 是由焊接而引起的焊件尺寸的改变。 三、焊接应力与变形产生的原因 1、焊件的不均匀受热 （ 1） 不受约束 的杆件在均匀加热时的应力与变形 其变形属于自由变形，因此在杆件加热过程中不会产生任何内应力，冷却后也
3、不会有任何残余应力和残余变形。 （ 2） 受约束的 杆件在均匀加热时的应力与变形 如果加热温度较高，达到或超过材料屈服点温度时（TT S=600），则杆件中产生压缩塑性变形，内部变形由弹性变形和塑性变形两部分组成。当温度恢复到原始温度时，弹性变形恢复，塑性变形不可恢复，可能出现以下三种情况： 如果杆件能充分自由收缩，那么杆件中只出现残余变形而无残余应力； 如果杆件受绝对拘束，那么杆件中没有残余变形而存在较大的残余应力； 如果杆件收缩不充分，那么杆件中既有残余应力又有残余变形。 （ 3）长板条中心加热（类似于堆焊）引起的应力与变形（ 4）长板条一侧加热（相当于板边堆焊）引起的应力与变形 2、焊缝金属的收缩 当焊缝金属冷却、由液态转为固态时，其体积要收缩。由于焊缝金属与母材是紧密联系的，因此，焊缝金属并不能自由收缩。这将引起整个焊件的变形，同时在焊缝中引起残余应力。 3、金属组织的变化 钢在加热及冷却过程中发生金相组织的变化，这些组织的比体积不一样，也会造成焊接应力与变形。
