焊接殘余應力的影響范圍

　　1、對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的影響

　　焊接殘余應力是構(gòu)件還未承受荷載而早已存在構(gòu)件截面上的初應力，在構(gòu)件服役過程中，和其他所受荷載引起的工作應力相互疊加，使其產(chǎn)生二次變形和殘余應力的重新分布，不但會降低結(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，還會嚴重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強度、抗脆斷能力、抵抗應力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。

　　2、對結(jié)構(gòu)剛度的影響

　　當外載產(chǎn)生的應力δ與結(jié)構(gòu)中某區(qū)域的殘余應力疊加之和達到屈服點fy時，這一區(qū)：域的材料就會產(chǎn)生局部塑性變形，喪失了進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（例如工字梁上的肋板焊縫），或經(jīng)過火焰校正，都可能在較大的截面上產(chǎn)生殘余拉伸應力，雖然在構(gòu)件長度上的分布范圍并不太大，但是它們對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，在加載時剛度和卸載時的回彈量可能有較明顯的下降，對于尺寸精確度和穩(wěn)定性要求較高的結(jié)構(gòu)是不容忽視的。

　　3、對靜載強度的影響

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

　　焊接殘余應力的控制措施

　　（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，應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，即先焊相互錯開的短焊縫，后焊直通長焊縫。

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

　　③焊接平面交叉焊縫時，焊縫的交叉點處易產(chǎn)生較大的焊接應力。

　　（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力的措施可降低焊縫的拘束度。

　　（3）預熱法預熱法指在焊前對焊件局部或整體加熱的工藝措施。預熱溫度根據(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)應力。對于淬硬傾向較大的材料、脆性材料或剛性較大的焊件，在焊接或焊補時常用此法。

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