構件焊接應力和變形的相關分析

焊接一般都是局部加熱過程，且熱源高度集中，所以溫度分布不均勻并隨著焊接過程焊接過程而改變。在焊接熱循環(huán)中，焊縫金屬和接近焊縫的母材區(qū)域產(chǎn)生復雜應變和應力，出現(xiàn)塑性變形積累。焊接完成后，在焊件中保留殘余應力，而且也會產(chǎn)生收縮和扭曲的變形。焊接變形和焊接應力緊密相關，共同存在于焊接構件中。

一般把沒有外力作用而在物體物體內(nèi)部依然存在且自身保持平衡的應力叫做內(nèi)應力。隨焊接過程而發(fā)生變化的內(nèi)應力和變形稱為焊接瞬態(tài)應力和焊接瞬態(tài)變形；焊接后，冷卻到室溫時，殘留在焊接構件中的內(nèi)應力和變形稱為焊接殘余應力和焊接殘余變形。焊接瞬態(tài)應力與焊接殘余應力統(tǒng)稱為焊接應力；焊接瞬態(tài)變形和焊接殘余應力統(tǒng)稱為焊接變形。

焊接過程中，由于熱量的急驟輸入，施焊點附近區(qū)域的材料溫度發(fā)生急劇的變化，使得熔池內(nèi)金屬熔化，而靠近熔池區(qū)域的材料由于高溫迅速膨脹，但受到周圍介質(zhì)的限制，導致局部壓應力，甚至引起材料屈服；隨著材料溫度降低，體積的收縮受到已經(jīng)發(fā)生屈服的材料的限制，不能自由收縮，由此產(chǎn)生焊縫區(qū)域及其他部位的拉應力；在不均衡的拉壓應力作用下，產(chǎn)生不協(xié)調(diào)應變，從而導致焊接變形的產(chǎn)生。焊接殘余應力是在焊件中形成的自平衡應力場。

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