在nm500耐磨钢板加工焊接过程中焊件受到的不均匀局部加热和冷却是导致焊接应力和变形产生的根本原因。图1-3 -4为nm500耐磨钢板平板对接焊时产生的应力和变形示意图。

　　平板焊接加热时，焊缝区温度最高，其余区域的温度随距焊缝长度的增加而降低。热胀冷缩是普遍的物理现象，金属由于各部分加热温度不同，所以单位长度的胀缩量。ξ=α△T也不相同。即受热时按温度分布的不同，焊缝各处应有不同的伸长量。假如这种自由伸长不受任何阻碍，则nm500耐磨钢板焊接时的变化如图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，不可能各处都能实现自由伸长，最终平板整体只能协调伸长△L。因此，被加热到高温的焊缝区金属因其自由伸长量受到两侧低温金属自由伸长量的限制而承受压应力(一)，当压应力超过屈服点时产生压缩塑性变形，使平板整体达到平衡。同时，焊缝区以外的金属则需承受拉应力(+)，所以整个平板存在着相互平衡的压应力和拉应力。这种室温下保留下来的焊接应力和变形，称为焊接残余应力和变形。

　　在焊接结构生产中，焊接应力和焊接变形一般是同时存在且相互制约的。当结构的刚度较小，焊接过程中能够比较自由地膨胀和收缩时，则焊接应力较小而变形较大;反之，则变形较小而焊接应力较大。

　　焊接应力和焊接变形对结构的制造和使用会带来不利影响。熔焊过程中产生的焊接应力足够大时，在一定条件下会导致焊接热裂纹;焊后残余应力的存在会影响焊后工件机械加工的精度，降低焊接结构的承载能力，在一定的条件下还会引发冷裂纹，甚至导致结构脆断事故的发生。

　　焊接变形的存在会使焊件形状和尺寸发生变化，影响焊接结构的配合质量，因此往往需要增加矫正工序，从而使生产成本提高;如果变形过大，则可能因无法矫正而使焊件报废。了解焊接应力和变形的形成原因与发生规律，有助于在生产中对其加以控制和消除。

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