黄华强 李柏松 魏守盼 王国友

（徐州徐工矿山机械有限公司，江苏徐州221100）

1 残余应力分类及产生原因

焊接残余应力是指在焊接后，无外力作用下，存在于工件内部并实现互相平衡的内应力。机械加工和强化工艺都能引起残余应力，如焊接、冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压和金属热处理等。残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，会因残余应力而发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。

工程机械中，焊接结构件较多，焊接过程中焊缝处金属急剧加热、快速冷却，远离焊缝处温度变化较小，温度梯度较大，由此产生不均匀塑性变形而导致热应力[1]，同时，焊缝区金属组织发生转变将引起相变应力，使得焊缝区承受残余拉应力，远离焊缝区承受残余压应力。

焊件横截面因各部分温度不一样产生的方向平行于焊缝轴线的应力称为纵向残余应力，方向垂直于焊缝轴线的应力称为横向残余应力。

2 残余应力的影响

残余应力一般是有害的，当残余应力与工作应力叠加加强时，会影响结构件疲劳强度及寿命[2]，并且随着应力的逐步释放，结构件会发生缓慢的变形，影响结构件尺寸稳定性，同时残余应力还会加剧构件应力腐蚀的速度[3]。当残余应力方向与工作应力方向相反时，残余应力会加强结构件疲劳强度和寿命，起到应力强化的作用。

3 焊接残余应力控制方法

3.1 焊接结构

焊接是产生焊接残余应力的根本原因，减少焊缝数量和尺寸能有效减少焊接量，通过控制焊接量可有效减少应力。……