学文网摘 要：在大型工程中，尤其是钢结构工程中，焊接技术处理起着至关重要的作用。但是，在焊接过程中，通常会出现残留应力，其对整个结构会产生较大的影响，在此种情况下，需要积极采取有效的措施减少或消除残余应力，以便减少对结构的影响，从而确保结构自身的优势能够充分发挥出来。通过机械应力消除法可以有效的减少焊接残余应力，本文就机械应力消除法的相关概念进行分析，并对焊接残余应力的分布与影响进行讨论，以便探索机械应力消除法应对焊接残余应力的措施与影响，从而有效的提高焊接技术的作用。
关键词：机械应力消除法；焊接残余应力；影响
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.047
0 引言
随着焊接技术在日常生活与生产过程中的应用范围不断扩大，对焊接技术的研究越来越深入，但是针对目前焊接技术残余应力问题还需深入研究。在焊接过程中，为了有效的减少焊接残余应力而导致变形现象，需要采取积极有效的措施来解决，其也是焊接过程中急需要解决的问题。焊接残余应力对焊接结构的强度、材料性能等均会带来较大的不良影响，需要采取有效的措施减少或消除残余应力，以便充分发挥出结构的性能与作用，从而促进焊接技术水平的提高。
1 机械应力消除法的概念
机械应力消除法指的是在焊接结构中，根据实际情况适当的增加一些外部压力，从而可以确保焊接残余应力与外部压力形成一股合力，在使用机械应力消除法对焊接残余应力进行消除的过程中，需要对工件是否能够使用此种方法来处理进行分析。同时，还需要对工件进行科学合理的选择，在加压部位对其进行有效的处理。另外，还需要充分考虑到外部施压程度与时间，需要遵循适度原则[1]。
2 焊接残余应力的分布与影响
焊接残余应力并不是所有都是双轴向分布的，厚度方面的残余应力较小，但是，对不同结构的影响也不同。
2.1 纵向残余应力
在焊接的过程中，尤其是低碳钢与普通低合金进行焊接的时候，焊缝与其附近的纵向应力主要为拉应力，其数值能够达到材料抗屈服能力的最大值。当焊接工件尺寸较小的时候，该应力可以忽略。但是圆筒行的工件其纵向残余应力会存在一定的差异，其应力数值与圆筒的直径长度具有紧密的联系。焊缝上的残余应力会由于其直径长度的增加而变大，并且随着这一趋势的不断增强，应力分布会越来越相似与平板时的分布规律[2]。纵向残余应力的分布情况如***1所示。
2.2 横向残余应力
在焊接的过程中，横向残余应力主要可以当做是沿着焊缝切开的两条钢板缝边缘处进行重新组合与对接的产物，焊接边缘可以在纵向方面具有一定的收缩量，但是，在两块钢板之间犹豫焊缝逐渐形成一个整体，从而就会在焊缝中间出现一定的拉应力，而焊缝两端会出现压应力，从而导致横向残余应力的产生。横向残余应力的分布情况如***2所示。
2.3 非自由状态下残余应力
当焊接工件处于非自有状态下，该工件的变会受到较大的局限性，因此，导致在这种情况下焊接的工作内部会出现较大的残余应力，会对工件本身的性能与作用产生较大的不利影响。
2.4 封闭焊缝残余应力
在焊接加工处理的过程中，封闭式焊缝会受到较大的影响，从而会产生较大的残余应力，其残余应力的大小诱发因素较多，其中主要因素是焊接刚度与嵌入体本身的实际情况有着密切联系。一般情况系，焊接刚度越大，其残余应力越大[3]。
3 使用机械应力消除法应对焊接残余应力的措施与影响
（1）使用机械应力消除法应对焊接残余应力的措施。为了有效的减少焊接残余应力的产生与不离影响，需要在设计与焊接技术两个方面采取机械应力消除法对其进行处理。首先，需要减少焊接缝的数量，在确保结构强度的前提下，需要尽量的减少焊接缝的截面积。其次，焊接缝不得过于密集，需要避免出现交叉情况。受压件的主要焊接缝与相邻区域应尽量避免焊接零件，如果无法避免，焊接零件的焊缝需要穿过主要焊缝，不得在焊缝上与相邻区域终止。再次，需要尽量使用刚性较小的接头形式，针对管接头方面，可以使用翻边连接代替插入管连接，以便有效的降低约束力与残余应力。
（2）使用机械应力消除法对焊接残余应力的影响。机械应力消除法可以有效的降低焊缝以及相邻区域的轴向与径向应力，针对远离焊缝中心的区域，其应力相对较小。在焊接的时候，焊缝金属会受热膨胀，并且会由于受到固态金属的束缚，从而会表现出压应力。当其冷却的时候，焊缝金属会遇冷收缩，同样会受到固态金属的束缚，焊缝与附近区域的应力会表现为拉应力。为了有效的确保结构内部应力的平衡状态，需要将压应力区域向焊缝中心外移动。而卸载之后，塑性变形会恢复原始状态，可以有效的降低残余应力，以便确保结构内部的平衡。
4 总结
在焊接工艺过程中，会不可避免的出现焊接残余应力，针对这些残余应力，其对焊接工件的影响较大，尤其是会对其质量与使用寿命产生较大的影响，严重者会出现较大的质量安全隐患，会影响到工件的性能与作用。因此，需要对其采取积极有效的措施处理。通过采用机械应力消除法可以有效的减少或消除焊接残余应力，将工件的作用充分发挥出来，同时，可以有效的提高焊接工艺水平。
参考文献：
[1]王旭.谈机械应力消除法对焊接残余应力的影响[J].科技论坛，2014，32（08）：183-184.
[2]徐济进，陈立功.$机械应力消除法对焊接残余应力的影响[J].机械工程学报，2013，22（12）：897-898.
[3]于桂春.机械应力消除法对焊接残余应力的影响浅谈[J].科技通报，2013，29（17）：476-477.
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