钢结构件焊接变形和焊接应力产生的原因

焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和焊接变形的根本原因。聚航科技简述钢结构件在焊接过程中产生焊接变形和焊接应力的原因。

焊件的不均匀受热：不受约束的杆件在均匀加热时的应力与变形：其变形属于自由变形，因此在杆件加热过程中不会产生任何内应力，冷却后也不会有任何残余应力和残余变形；受约束的杆件在均匀加热时的应力与变形：如果加热温度较高，达到或超过材料屈服点温度时，则杆件中产生压缩塑性变形，内部变形由弹性变形和塑性变形两部分组成。当温度恢复到原始温度时，弹性变形恢复，塑性变形不可恢复，可能出现以下三种情况：如果杆件能充分自由收缩，那么杆件中只出现残余变形和无残余应力；如果杆件受约束，那么杆件中没有残余变形而存在较大的残余应力；如果杆件收缩不充分，那么杆件中既有残余应力又有残余变形；长板条中心加热（类似于堆焊）引起的应力与变形；长板条一侧加热（相当于板边堆焊）引起的应力与变形。

焊缝金属的收缩：当焊缝金属冷却、由液态转为固态时，其体积要收缩。由于焊缝金属与母材是紧密联系的，因此，焊缝金属并不能自由收缩。这将引起整个焊件的变形，同时在焊缝中引起残余应力。

金属组织的变化：钢在加热及冷却过程中发生金相组织的变化，这些组织的比体积不一样，也会造成焊接应力与变形。

焊件的刚性和约束：焊件自身的刚性受周围的约束程度越大，焊接变形越小，焊接应力越大；反之，焊件自身的刚性受周围的约束程度越小，则焊接变形越大，而焊接应力越小。

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