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焊接應(yīng)力與變形發(fā)生的原因

發(fā)生焊接應(yīng)力和變形的原因許多，下面剖析一下其間的主要原因

（一）焊接時(shí)焊件不均勻加熱

因?yàn)椴糠旨訜岬饺刍癄顩r，構(gòu)成焊件上溫度不均勻散布

下面呢以焊絲電弧焊接為例，觀(guān)察一下溫度不均勻散布引起的焊接應(yīng)力與變形的過(guò)程。

沿鋼板邊緣進(jìn)行堆焊，如果鋼板時(shí)由很多塊互相能自在滑動(dòng)的板條組成，板條受熱而伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)的多少與溫度的高低成正比。

焊接加熱過(guò)程中，剛半年實(shí)際上是一個(gè)全體，受熱部分金屬要受到下面為受熱部分金屬的束縛，不能自在伸長(zhǎng)。因而，堆焊部分金屬伸長(zhǎng)時(shí)，帶著整塊鋼板繞中性面向上彎曲變形，受到壓縮壓力。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，壓縮應(yīng)力繼續(xù)添加。鋼板隨溫度的升高，屈從極限不斷下降，在600°c左右屈從極限幾乎接近于零。因而堆焊部分的金屬在壓縮應(yīng)力作用下發(fā)生塑性變形（指不能恢復(fù)的變形）。

焊接結(jié)束冷卻時(shí)，堆焊金屬逐漸縮短而使內(nèi)部的壓縮應(yīng)力逐漸消失；一起，在高溫發(fā)生的壓縮變形（塑性變形部分）保存下來(lái)，即堆焊金屬冷卻下來(lái)后比原始長(zhǎng)度要縮短。相同道理，縮短時(shí)也受到本來(lái)未加熱部分金屬的束縛，其成果使整塊鋼板發(fā)生向下彎曲變形；一起，堆焊開(kāi)始金屬受到拉伸應(yīng)力。由上述例子可以看出，焊件部分不均勻受熱是發(fā)生變形和應(yīng)力的根本原因。焊接后，在焊縫以及焊縫附近金屬受拉應(yīng)力，離焊縫較遠(yuǎn)的金屬受拉應(yīng)力。

（二）熔敷金屬的縮短

焊縫金屬在凝結(jié)和冷卻過(guò)程中，體積要發(fā)生縮短，這種縮短使焊件發(fā)生變形和內(nèi)應(yīng)力，焊縫金屬的縮短量決定于熔化金屬的數(shù)量。例如焊接V型坡口對(duì)接接頭時(shí)，焊縫上部寬，熔化金屬多，縮短量大。上下縮短量不一致，就會(huì)發(fā)生角變形。

（三）金屬安排的改變

金屬被加熱到很高溫度并隨后冷卻下來(lái)，金屬內(nèi)部安排要發(fā)生改變。因?yàn)楦鞣N安排的比容不同，所以，金屬冷卻下來(lái)時(shí)要發(fā)生體積的改變。