构件焊接应力和变形的相关分析

焊接一般都是局部加热过程，且热源高度集中，所以温度分布不均匀并随着焊接过程焊接过程而改变。在焊接热循环中，焊缝金属和接近焊缝的母材区域产生复杂应变和应力，出现塑性变形积累。焊接完成后，在焊件中保留残余应力，而且也会产生收缩和扭曲的变形。焊接变形和焊接应力紧密相关，共同存在于焊接构件中。

一般把没有外力作用而在物体物体内部依然存在且自身保持平衡的应力叫做内应力。随焊接过程而发生变化的内应力和变形称为焊接瞬态应力和焊接瞬态变形；焊接后，冷却到室温时，残留在焊接构件中的内应力和变形称为焊接残余应力和焊接残余变形。焊接瞬态应力与焊接残余应力统称为焊接应力；焊接瞬态变形和焊接残余应力统称为焊接变形。

焊接过程中，由于热量的急骤输入，施焊点附近区域的材料温度发生急剧的变化，使得熔池内金属熔化，而靠近熔池区域的材料由于高温迅速膨胀，但受到周围介质的限制，导致局部压应力，甚至引起材料屈服；随着材料温度降低，体积的收缩受到已经发生屈服的材料的限制，不能自由收缩，由此产生焊缝区域及其他部位的拉应力；在不均衡的拉压应力作用下，产生不协调应变，从而导致焊接变形的产生。焊接残余应力是在焊件中形成的自平衡应力场。

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