
【化】 welding residual deformation
seal; solder; weld
【醫】 solder; soldering
【化】 residual deformation; residual strain
焊接殘餘變形(Welding Residual Deformation)指金屬構件在焊接過程中因不均勻加熱和冷卻産生的永久性形态改變。這種現象屬于熱彈性塑性力學範疇,主要表現為構件尺寸變化、形狀畸變或局部翹曲。
從形成機理分析,焊接時局部區域經曆快速加熱(可達1600°C以上)和急速冷卻,導緻材料熱膨脹系數差異引發非均勻塑性應變。根據《中國機械工程學會焊接手冊》分類,主要包括五種典型形式:
美國焊接協會(AWS)研究表明,殘餘變形量可通過以下公式估算:
$$ Delta L = frac{alpha Q}{crho A} cdot frac{T_m - T_0}{h} $$
其中$alpha$為線膨脹系數,$Q$為焊接熱輸入量,$h$為闆厚。實際工程中常采用有限元模拟(FEA)進行預測,如NASA在航天器制造中應用的瞬态熱力耦合算法。
控制殘餘變形的權威方法包括:預置反變形量(參照GB50661-2011鋼結構焊接規範)、優化焊接順序(交替焊、分段退焊),以及焊後機械校正技術。劍橋大學材料系實驗數據表明,合理的預熱處理(150-300°C)可使低碳鋼焊接變形量降低40%-60%。
焊接殘餘變形是指焊接完成後,殘留在焊件中的永久性尺寸和形狀改變。以下是詳細解釋:
焊接殘餘變形是由于焊接過程中不均勻加熱和冷卻導緻的塑性變形。這種變形在焊件完全冷卻後依然存在,主要表現為:
焊接熱循環中,溫度分布可近似為: $$ T(x,t) = frac{Q}{2pi lambda t} e^{-frac{x}{4alpha t}} $$ 其中,( Q )為熱輸入,( lambda )為導熱系數,( alpha )為熱擴散率,( x )為距焊縫中心的距離。
如需進一步了解具體控制技術或案例,可參考(反變形法)或(殘餘應力與變形關系)。
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