焊接残余应力是怎么产生的，焊接应力如何消除

焊接残余应力产生条件：

焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限（Yield strength），以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 这样，焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。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变形的根本原因。

焊接残余应力消除方法：

利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力，焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力。

利用预热法来控制焊接残余应力。构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减小焊接残余应力。

利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力。焊接时，加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，就能减小焊接应力，这种方法称为“加热减应区法”，加热的部位就称之为“减应区”。

利用高温回火来消除焊接残余应力。由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点，而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时，应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力，则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度，所以一般所取的回火温度接近于这个温度。

整体高温回火 。将整个构件放在炉中加热到一定温度，然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉，这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。回火时间随构件厚度而定，钢按每毫米壁厚l~2min计算，但不宜低于30min，不必高于3h，因为残余应力的消除效果随时间迅速降低，所以过长的处理时间是不必要的。

局部高温回火 只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火，此方法设备简单，常用于比较简单的、刚度较小的构件，如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。

利用温差拉伸法来消除焊接残余应力。温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同，主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。

利用振动法来消除焊接残余应力。构件承受变载荷应力达到一定数值，经过多次循环加载后，结构中的残余应力逐渐降低，即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。

焊接分为熔化焊、钎焊、压力焊，熔化焊产生的焊接应力更大一些，焊接应力的产生首先是由于材料的热胀冷缩、受热不均匀，导致不同材料在收缩时尺寸变化不同，产生相互的拉应力，另外就是焊接过程中的晶粒相变，微观存在相互应力，，这是应力产生的原因，另外就是焊接存在夹渣，这些物质造成应力集中，严重影响焊接质量！所必须要对焊接应力进行消除，有热处理、豪克能时效、振动时效时效！其中豪克能时效能够消除80%以上的应力，可以替代热处理，环保无污染低能耗

焊接残余应力对结构性能的影响

1对结构静力强度的影响：焊接应力不影响结构的静力强度。

2对结构刚度的影响：焊接残余应力降低结构的刚度。

3对受压构件承载力的影响：焊接残余应力降低受压构件的承载力。

4对低温冷脆的影响：增加钢材在低温下的脆断倾向。

5对疲劳强度的影响：焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。

焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。

在冷热加工过程中，产生残余应力，高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度，降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛，使零件产生翘曲，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力，是十分必要的。

　　焊接接头为什么会产生应力集中：

　　是由于，在焊接过程中，焊槽和边缘会产生很高的高温，就是由于局部的高温导致局部金属进行了一次组织从组。局部的原子结果发生相应的变化，有渗碳体奥氏体马氏体等，由于三者有两者的性质，硬度较高。所以没有经过高温的材料和进过高温的材料两者之间就产生的一条新的材料带，由于原子排列的不同，导致过渡区的原子间的吸附力下降，同时也就产生了相互排斥，这样就产生了应力 。

焊接变形有7种形式：

①纵向收缩变形：沿焊缝长度方向的收缩。

②横向收缩变形：垂直于焊缝方向的横向收缩。

③角变形：绕焊缝轴线的角位移。

④挠曲变形：构件中性轴上下不对称的收缩引起的弯曲变形。

⑤失稳变形：薄壁结构在焊接残余压应力的作用下，局部失稳而产生波浪形；

⑥错边变形：焊接边缘在焊接过程中，因膨胀不一致而产生的厚度方向的错边。

⑦扭曲变形：由于装配不良、施焊程序不合理而使焊缝的纵向、横向收缩没有规律所引起的变形。