焊接殘余應(yīng)力的影響范圍

　　1、對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的影響

　　焊接殘余應(yīng)力是構(gòu)件還未承受荷載而早已存在構(gòu)件截面上的初應(yīng)力，在構(gòu)件服役過(guò)程中，和其他所受荷載引起的工作應(yīng)力相互疊加，使其產(chǎn)生二次變形和殘余應(yīng)力的重新分布，不但會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性而且在溫度和介質(zhì)的共同作用下，還會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度、抗脆斷能力、抵抗應(yīng)力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。

　　2、對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響

　　當(dāng)外載產(chǎn)生的應(yīng)力δ與結(jié)構(gòu)中某區(qū)域的殘余應(yīng)力疊加之和達(dá)到屈服點(diǎn)fy時(shí)，這一區(qū)：域的材料就會(huì)產(chǎn)生局部塑性變形，喪失了進(jìn)一步承受外載的能力，造成結(jié)構(gòu)的有效截而積減小，結(jié)構(gòu)的剛度也隨之降低。結(jié)構(gòu)上有縱向和橫向焊縫時(shí)（例如工字梁上的肋板焊縫），或經(jīng)過(guò)火焰校正，都可能在較大的截面上產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力，雖然在構(gòu)件長(zhǎng)度上的分布范圍并不太大，但是它們對(duì)剛度仍然能有較大的影響。特別是采用大量火焰校正后的焊接梁，在加載時(shí)剛度和卸載時(shí)的回彈量可能有較明顯的下降，對(duì)于尺寸精確度和穩(wěn)定性要求較高的結(jié)構(gòu)是不容忽視的。

　　3、對(duì)靜載強(qiáng)度的影響

　　如果材料是脆性材料，由于材料不能進(jìn)行塑性變形，隨著外力的增加，構(gòu)件中不可能應(yīng)力均勻化。應(yīng)力峰值將不斷增加，直至達(dá)到材料的屈服極限，發(fā)生局部破壞，最后導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件斷裂。脆性材料殘余應(yīng)力的存在，會(huì)使承載能力下降，導(dǎo)致斷裂。對(duì)于塑性材料，在低溫環(huán)境下存在三向拉伸殘余應(yīng)力的作用，會(huì)阻礙塑性變形的產(chǎn)生，從而也會(huì)大大降低構(gòu)件的承載能力。

　　焊接殘余應(yīng)力的控制措施

　　（1）選擇合理的焊接順序合理安排焊接順序的原則有：

　　①焊接時(shí)，應(yīng)盡可能考慮焊縫能自由收縮。如拼板合理的焊接順序，見圖1，圖中的數(shù)字1～10所指表示焊接順序，即先焊相互錯(cuò)開的短焊縫，后焊直通長(zhǎng)焊縫。

　　②收縮最最大的焊縫應(yīng)先焊。由于先焊的焊縫收縮時(shí)受阻較小，因此焊后應(yīng)力較小，而收縮量大的焊縫容易產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力；故焊件上收縮量最大的焊縫先焊就可以減小焊接應(yīng)力。

　　③焊接平面交叉焊縫時(shí)，焊縫的交叉點(diǎn)處易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。

　　（2）降低焊縫的拘束度采取在結(jié)構(gòu)上事先留出保證焊縫自由收縮的余量及開緩和槽以減小應(yīng)力的措施可降低焊縫的拘束度。

　　（3）預(yù)熱法預(yù)熱法指在焊前對(duì)焊件局部或整體加熱的工藝措施。預(yù)熱溫度根據(jù)金屬材料、結(jié)構(gòu)剛性、散熱情況的不同而異。其目的是減小焊接區(qū)和結(jié)構(gòu)整體的溫度差，溫差越小，越能使焊縫區(qū)與結(jié)構(gòu)整體盡可能均勻地冷卻，從而減少內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于淬硬傾向較大的材料、脆性材料或剛性較大的焊件，在焊接或焊補(bǔ)時(shí)常用此法。

　　（4）加熱“減應(yīng)區(qū)”法焊接時(shí)加熱阻礙焊接區(qū)自由伸縮的部位（即“減應(yīng)區(qū)”），使之與焊接區(qū)同時(shí)膨脹和同時(shí)收縮，起到減小焊接應(yīng)力的作用，此法稱為加熱“減應(yīng)區(qū)”法。