按应力产生的原因,焊接应力分为:温度应力、结晶应力、组织应力。
1. 温度应力
又叫热应力,它是由于构件受热不均匀引起的。
2. 结晶应力
又叫凝缩应力,它是熔池金属凝固时体积收缩引起的。结晶应力在有些情况下可能引起热裂纹,这个我们下一章要讲。
3. 相变应力
又叫组织应力,它是金属发生固态相变时,由于比容突变引起的体积变化受阻产生的。对碳钢来说,当奥氏体转变为铁素体或马氏体时比容就要增大,相反方向的转变比容减小。相变时比容的变化影响不影响焊接残余应力的分布,决定于金属塑性温度TP(即金属丧失弹性,屈服极限为0时的温度)。当相变发生在金属塑性温度TP以上时,由于金属可以充分变形,所以不会影响焊接残余应力。如果相变发生在TP以下,金属塑性变形有了阻力,所以比容的变化会影响焊接残余应力的分布。低碳钢加热和冷却时的相变温度都高于TP,而脆硬性大的高强钢,加热时的相变温度高于TP,但冷却时的相变温度(MS对应温度)却远远低于TP。所以,脆硬性大的高强钢要考虑冷却时相变应力的影响。假设母材为低合金高强钢(HSLA),它的相变温度低于TP。