焊接应力产生的原因（减少焊接应力的措施）

焊接应力产生的原因焊接过程中焊件局部加热和冷却不均匀是产生焊接应力和变形的根本原因。图1-3-4是低碳钢平板对焊时产生的应力和变形示意图。

平板加热时，焊缝区域的温度最高，其他区域的温度随着离焊缝距离的增加而降低。热胀冷缩是一种常见的物理现象，单位长度金属的热胀冷缩量是由于各部分加热温度不同。=T也不一样。即加热时，根据不同的温度分布，焊缝各部分应有不同的延伸率。如果这种自由伸长不受阻碍，焊接过程中钢板的变化如图1-3-4(a)中虚线所示。但实际上，由于平板是一个整体，各部分的伸长必须相互协调，不可能做到处处自由伸长。最终整个平板只能实现协调伸长 L。

因此，加热到高温的焊缝金属的自由伸长受到两侧低温金属的自由伸长的限制，承受压应力(1)。当压应力超过屈服点时，产生压缩塑性变形，使整个平板达到平衡。同时，焊缝区域外的金属需要承受拉应力()，所以在整个板材中存在一个平衡的压应力和拉应力。这种在室温下留下的焊接应力和变形称为焊接残余应力和变形。

在焊接结构的生产中，焊接应力和焊接变形一般同时存在并相互制约。当结构刚度小，在焊接过程中能自由伸缩时，焊接应力小，变形大。反之，变形较小，焊接应力较大。

降低焊接应力的措施。预留收缩变形

根据理论计算和实践经验，在准备和加工焊件时，应预先考虑收缩余量，使焊接工件达到要求的形状和尺寸。

二、反变形法

根据理论计算和实践经验，预先估算结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接和组装时给出相反的方向。预设大小相等的变形，以抵消焊接后的变形。

三。刚性固定方法

焊接时，将焊件刚性固定，焊后待焊件冷却至室温后，再解除刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。这种方法会增加焊接应力，只适用于塑性好的低碳钢结构。

四、选择合理的焊接顺序。

焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通的长焊缝，以防止焊缝处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用分步回焊法和跳焊法，使温度分布更加均匀，从而减小焊接应力和变形。

五、锤击焊接法

在焊缝冷却过程中，用圆头小锤均匀快速地锤击焊缝，使金属塑性拉伸变形，抵消部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形。

六、加热“应力降低区”的方法

焊接前，焊接部分附近的区域(称为应力消除区)被加热，使其伸长。焊后冷却时，加热区随焊缝一起收缩，可有效减小焊接应力和变形。

七、焊前预热和焊后缓冷

预热的目的是减小焊缝区与焊件其他部位的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件均匀冷却，从而减小焊接应力和变形。