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主講教師：吳小俊國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫知識點：焊接應力與變形

在焊接過程中，焊接區(qū)經歷一個復雜的不均勻快速加熱和冷卻過程，這必然引起焊接區(qū)發(fā)生不均衡的應力應變變化，這種不均衡的應力應變是導致焊后形成殘余應力和變形的主要原因。通過調整薄壁結構的焊縫及近縫區(qū)熱應力-應變循環(huán)，是達到控制焊接殘余應力和變形（主要針對縱向收縮引起的縱向撓曲）的有效方法。通過減小加熱階段產生的縱向塑性壓應變，包括預拉伸法（機械拉伸、預制溫差拉伸）、等效降低線能量法（采用各類冷卻夾具、焊縫兩側預先沉積吸熱物質、隨焊激冷和高能束焊接）和降低整個焊件上溫度梯度的均勻預熱法。通過增大冷卻階段的縱向塑性拉應變，主要通過采用激冷等方式，在減小整個焊件上的溫度梯度的同時，還造成焊道溫度低，兩側溫度高的馬鞍形溫度場，利用溫差拉伸效應所產生的縱向塑性拉應變抵消或部分抵消先前形成的縱向壓縮塑性應變，達到降低殘余應力和變形的目的，包括動態(tài)溫差拉伸（隨焊激冷）和靜態(tài)溫差拉伸等。焊接應力變形的產生原因1.車架受熱不均勻。在焊接過程中，車架或車身部件在熱能的作用下出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，當冷卻后其內部存在殘余內應力。2.因為焊縫的金屬不能自由地膨脹與收縮，并且金屬從液態(tài)結晶為固態(tài)時，有一定的收縮量，所以會引起焊接部分或車架的變形，同時焊縫也會存在一定的殘余內應力。3.焊件本身在冷態(tài)下是具有對殘余內應力的抵抗作用，但是金屬鏈之間受力的不均勻是存在，所以就會對焊縫的剛性有一定的約束力存在?？刂谱冃蔚姆椒ㄟx擇合理的裝配和焊接順序，對焊接變形的控制很重要，通常在維修時，需要將準備焊接的工件進行定位與固定，在焊接時注意控制好焊接的順序利于有效地散熱，例如對稱焊接法，斷續(xù)跨跳點焊接等，減少熱變形?；蛳群附雍缚p少的一側，在焊接多的一側。采用反變性法，在焊接前先把焊件向變形方向的反方向預先彎曲一下，然后再通過變形來恢復變形量，這是非常有效的方法。剛性固定連接法，在焊件前先進行剛性固定來限制熱變形，焊接完成后等完全冷卻后松開固定的工具，減少焊接變形。通過控制焊接溫度來降低變形或采用強制冷卻的方式控制熱量的傳遞或控制焊縫的數(shù)量，減少不必要的焊接來減少變形。通過機械矯正方法對車架進行拉伸、壓縮或彎曲的方法

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