焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與消除

前言

焊接是一種運用加熱或加壓手段、添加或不添加填充材料將構(gòu)件不可拆卸地連接在一起或在基材表面堆敷覆蓋層的加工工藝，由于高度集中的瞬時熱輸入，在焊接后將產(chǎn)生相當(dāng)大的焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力和焊接變形會嚴(yán)重影響制造過程本身和焊接結(jié)構(gòu)的使用性能，因此，應(yīng)采取各種有效的措施將焊接殘余應(yīng)力和焊接變形減至最小，或者焊后將它們消除。焊接變形在制造過程中會危及形狀與尺寸公差，焊接殘余力可能引起結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。拉伸殘余應(yīng)力會降低疲勞強度和腐蝕抗力，壓縮殘余應(yīng)力會減小構(gòu)件的穩(wěn)定性。焊接殘余應(yīng)力是焊件產(chǎn)生變形和開裂等工藝缺陷的主要原因。由于焊接殘余應(yīng)力的測定比較繁瑣，計算焊接殘余應(yīng)力又比較復(fù)雜，給研究焊接殘余應(yīng)力帶來許多困難。當(dāng)人們對焊接殘余應(yīng)力感興趣，需要深入研究了解時，雖然有些入門式的資料和有關(guān)測定方法的介紹資料可供參考，但國內(nèi)還沒有專門文獻對這些方面內(nèi)容進行全面的闡述。本書寫作的目的就在于填補這方面的空白，為焊接專業(yè)的本科生提供教材，為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員和研究人員提供參考書。本書在寫作參考了國內(nèi)外許多文獻，在此謹(jǐn)向各文獻的作者表示衷心的敬意和感謝。向指導(dǎo)本書編寫的哈爾濱工業(yè)大學(xué)田錫唐教授和負(fù)責(zé)本書主審的中科院沈陽金屬研究所陳亮山教授深致謝意。對完成校對及其他繁瑣工作的嚴(yán)偉博士、管建軍博士表示深深的謝意。由于編者對該領(lǐng)域研究深度和認(rèn)識水平所限，本書肯定會有許多不妥之處，懇請同行專家學(xué)者和讀者予以批評和指正。

內(nèi)容概要

本書主要論述了焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與分布，介紹了焊接殘余應(yīng)力的測量和計算方法，分析了焊接殘余應(yīng)力的影響，提出了調(diào)整和消除焊接殘余應(yīng)力的方法和措施。    本書既注重理論基礎(chǔ)，又結(jié)合生產(chǎn)實際，是研究焊接殘余應(yīng)力問題很有價值的參考書。    本書可作為焊接專業(yè)本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員、研究人員閱讀參考。

書籍目錄

第一章  殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與分類  1.1  殘余應(yīng)力的概念  1.2  殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因    1.2.1  機械力產(chǎn)生的殘余應(yīng)力    1.2.2  熱作用產(chǎn)生的殘余應(yīng)力    1.2.3  化學(xué)作用產(chǎn)生的殘余應(yīng)力  1.3  殘余應(yīng)力分類第二章  焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與分布  2.1  焊接殘余應(yīng)力    2.1.1  構(gòu)件的焊接性    2.1.2  焊接殘余應(yīng)力    2.1.3  焊接殘余應(yīng)力場    2.1.4  焊接殘余應(yīng)力的分類  2.2  焊接溫度場    2.2.1  焊接熱過程    2.2.2  焊接熱源    2.2.3  焊接傳熱的基本定律    2.2.4  焊接溫度場    2.2.5  影響焊接溫度場的主要因素  2.3  焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的基礎(chǔ)知識    2.3.1  焊接熱循環(huán)    2.3.2  焊接化學(xué)冶金特殊性    2.3.3  焊縫金屬的結(jié)晶形態(tài)    2.3.4  焊縫金屬連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖    2.3.5  焊接熔合區(qū)  2.4  焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生    2.4.1  焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的過程    2.4.2  焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的實例    2.4.3  影響焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的主要因素    2.4.4  焊接瞬態(tài)應(yīng)力  2.5  焊接殘余應(yīng)力的分布    2.5.1  平板對接直線焊縫中的殘余應(yīng)力    2.5.2  異型焊件中的殘余應(yīng)力    2.5.3  圓筒焊縫中的殘余應(yīng)力    2.5.4  圓形封閉焊縫中的殘余應(yīng)力    2.5.5  表面堆焊引起的殘余應(yīng)力    2.5.6  異種材料焊接接頭中的殘余應(yīng)力第三章  焊接殘余應(yīng)力的測量與計算  3.1  焊接殘余應(yīng)力的測量    3.1.1  破壞性測量方法    3.1.2  非破壞性測量方法    3.1.3  幾種簡單幾何形狀的殘余應(yīng)力測定方法    3.1.4  用切取、切槽和鉆孔測定殘余應(yīng)力的方法    3.1.5  焊接殘余應(yīng)力常用的測量方法  3.2  焊接殘余應(yīng)力的計算    3.2.1  焊接熱源模型    3.2.2  焊接殘余應(yīng)力計算的原理    3.2.3  焊接殘余應(yīng)力的有限元模型    3.2.4  收縮力模型第四章  焊接殘余應(yīng)力的影響  4.1  焊接殘余應(yīng)力對靜強度的影響  4.2  焊接殘余應(yīng)力對硬度的影響    4.2.1  對壓入硬度的影響    4.2.2  對回彈硬度的影響  4.3  焊接殘余應(yīng)力對疲勞強度的影響    4.3.1  冷加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力對疲勞強度的影響    4.3.2  各種表面處理所引起的殘余應(yīng)力對疲勞強度的影響    4.3.3  焊接殘余應(yīng)力對疲勞強度影響的實例  4.4  焊接殘余應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕的影響  4.5  焊接殘余應(yīng)力對低應(yīng)力脆性破壞的影響  4.6  焊接殘余應(yīng)力對機械加工精度的影響  4.7  焊接殘余應(yīng)力對簿板結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)變形和受壓桿件穩(wěn)定性的影響  4.8  焊接殘余應(yīng)力對剛度的影響第五章  焊接殘余應(yīng)力的消除與調(diào)整  5.1  殘余應(yīng)力消除與調(diào)整的基本方法  5.2  焊接殘余應(yīng)力調(diào)整與消除的常用方法    5.2.1  消除焊接殘余應(yīng)力方法的分類    5.2.2  焊后熱處理    5.2.3  過載處理    5.2.4  振動處理（VSR）    5.2.5  錘擊處理    5.2.6  爆炸處理    5.2.7  溫差形變處理  5.3  控制焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的措施    5.3.1  控制焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的方法分類    5.3.2  設(shè)計措施    5.3.3  選材措施    5.3.4  制造工藝措施    5.3.5  焊接過程中控制焊接殘余應(yīng)力的方法參考文獻附錄

章節(jié)摘錄

插圖：2.2.2焊接熱源到目前為止，實現(xiàn)金屬焊接所需的能量，主要是熱能和機械能。對于熔化焊接，主要是熱能，這里只討論與熔化焊有關(guān)的熱源。作為焊接熱源，熱量應(yīng)當(dāng)高度集中，快速實現(xiàn)焊接過程，并保證得到高質(zhì)量的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)。目前，能滿足這些條件的熱源主要有以下幾種：（1）電弧熱利用氣體介質(zhì)中電弧放電過程產(chǎn)生的熱量作為焊接熱源，這是目前焊接中應(yīng)用最廣泛的一種熱源；（2）化學(xué)熱利用可燃氣體（液化氣、乙炔）或鋁、鎂熱劑與氧或氧化物發(fā)生強烈反應(yīng)時產(chǎn)生的熱量作為焊接熱源（氣焊、熱劑焊）；（3）電阻熱利用電流通過導(dǎo)體及其界面時所產(chǎn)生的電阻熱作為焊接熱源（電阻焊和電渣焊）；（4）摩擦熱由機械高速摩擦所產(chǎn)生的熱量作為焊接熱源（摩擦焊，攪拌摩擦焊）；（5）等離子焰由電弧放電或高頻放電產(chǎn)生高度電離的氣流（遠高于一般電弧的電離度）并攜帶大量的熱能和動能，利用這種能量作為焊接熱源（等離子焊接及切割）；（6）電子束在真空中利用高壓下高速運動的電子猛烈轟擊金屬局部表面，將這種動能轉(zhuǎn)為熱能作為焊接熱源；（7）激光束利用激光，即由受激輻射而增強的光（Laser），經(jīng)聚焦產(chǎn)生能量高度集中的激光束作為焊接熱源（激光焊接及切割）。每種焊接熱源都有它自身的特點，一些常用焊接熱源的最小加熱面積、最大功率密度和正常焊接工藝條件下的溫度如表2-1所示。

編輯推薦

《焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與消除(第2版)》是由中國石化出版社出版的。

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