焊接应力与变形的产生原因是什么

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。

当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形;焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。

焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。

扩展资料：

焊接变形的预防和控制：

焊接变形的大小与焊缝的尺寸、数量和布置有关。

首先从设计上合理地确定焊缝的数量、坡口的形状和尺寸，并恰当地安排焊缝的位置，对于减少变形十分重要。

在工艺上采用高能量密度的焊接方法和小线能量的工艺参量，例如多层焊对减少焊缝的纵、横向收缩以及由此引起的挠曲和失稳变形是有利的。

但多层焊对角变形不利。采用合理的装配、焊接顺序、反变形和刚性固定可以减少焊接变形。

参考资料来源：百度百科—焊接应力和变形

焊接过程中的热量输入，使金属内部组织结构发生变化，从而产生应力和应变，反映出来就是焊接残存应力和焊接变形。
焊接应力，是焊接构件由于焊接而产生的应力。焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。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。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形;焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制造中必须考虑的问题。

焊接是当今金属热加工的一种重要工艺手段，它利用电弧产生的高温（达摄氏6000度以上），对母材焊缝金属和焊条熔化冶炼，冷却结晶，形成性能良好的金属焊缝。因此，焊接过程就是金属加热的过程，而且是个局部的不均匀的加热冷却过程，焊缝两侧的金属温度随距离呈陡降温度特性，在焊接过程中被强烈加热的金属受到周围金属的约束，无法自由的热涨冷缩，导致内部产生应力。由于焊接过程的加热和冷却是不均匀的，母材金属内部的应力也是不均匀的，某些部位的应力会超过金属的屈服极限，形成金属材料塑性变形。随着焊接过程的结束，焊缝金属和母材热涨冷缩，但已形成塑性变形的那部分金属无法回归原来性状，焊接变形与焊接应力，或大或小地无可避免的产生了。
焊接变形和应力是对孪生子，两者相辅相成，此消彼长。焊接变形受工件刚性大小的牵制，当工件刚性小，焊接变形就大，内应力就小，相反工件刚性强，变形会小，内应力就大
。因此在大刚性工件焊接时，要特别注意采取有效工艺措施，防止焊接裂缝的产生；在薄板结构焊接时，因为刚性小，工件往往会产生大的变形，轻型船舶的外钣较薄，肋骨和焊缝较多，廋马型焊接变形屡屡出现。

在焊接过程中，不均匀的加热，使得
及其附近的温度很高，而远处大部分金属不受热，其温度还是室内温度。这样，不受热的冷金属部分便阻碍了
及近缝区金属的膨胀和收缩；因而，冷却后，
就产生了不同程度的收缩和
（纵向和横向），就造成了焊接结构的各种变形。金属内部发生晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件的变形。这是产生焊接应力与变形的根本原因。

焊接应力的产生和防治