降低焊接应力的主要方法有哪些

一、控制焊接应力的措施
焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的，但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节，使应力值尽可能减小，分布尽可能合理。
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的，制约越严重，内应力也就越大。因此，控制内应力的方法虽有多种，但基本原则只有一个，就是缓和对焊缝收缩的制约。通常采用的工艺措施有以下几种。
1.采用合理的焊接次序
所谓合理的焊接次序，主要是应该尽量使焊缝能比较自由地收缩，特别是那些收缩比较大、残余应力比较大的焊缝。
2.预热法
焊接温差越大，残余应力越大，同时从组织转变来说，冷却速度越快组织应力也越大。预热可以达到减小温差和减慢冷却速度的目的，从而减小焊接应力。
焊件是否需要预热，主要是从钢材的化学成分、厚度和结构刚度等方面来考虑，而预热温度的选择则主要是根据钢材的化学成分来确定。
一般来说，钢材含合金元素越多，越容易形成淬硬组织；而合金元素含量越多的钢材，就越需要预热，同时预热温度也偏高。
钢板越厚越要求预热。因为钢板越厚散热越快，冷却越快，就越需要通过预热来减慢冷却速度。所以对一些含合金元素较低的钢种不需要预热，但钢材若具有一定厚度时就要增加一道预热工序。刚度越大的结构，越需要预热。因为结构的刚度越大，焊缝收缩所受到的制约也越大，应力就越大，所以需要通过预热来降低焊接应力。
3.同步收缩法
焊缝（确切地说是有效区段）的收缩因受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力，也就是说，有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩，从而形成较大的应力。如果采取适当的工艺措施，允许它或者部分地允许它收缩，就可以免除或者部分地免除残余焊接应力。同步收缩法就是基于这个原理所采取的工艺措施。

二、消除焊接应力的方法
消除焊接应力的方法主要有热处理法、机械法和振动法等。
1.热处理法
热处理法主要是指焊后进行退火处理。焊件是否需要热处理，主要应考虑钢板的化学成分、厚度、结构刚性和使用条件等方面。消除应力退火分整体退火和局部退火，目前转向架焊接生产中常采用的就是整体退火法。
但值得注意的是，退火法是无法消除焊接变形的，若退火不当还会增加工件的变形，因为温度越高材料越容易变形，所以要采取预防措施，如放置平稳和增加垫块等。
2.机械法
机械法中的一种常见形式是“锤击法”，是使有效区产生塑性变形的机械消除应力的方法，就是用小锤或装有圆头的风枪对焊缝进行锤击。风枪应垂直于焊缝，同时风力不要过大。
机械消除应力法还有另一种形式，就是对焊接结构实行有控制的过载，也就是使构件承受比正常工作状态下大的载荷，使构件产生局部的屈服，以降低焊接应力。施加的过载量越大，效果也就越好，如过载使整体达到屈服，残余应力也就全部消除。对于那些不能采用热处理方法来消除应力的工件，过载法是比较好的一种方法。
3.振动法
振动法是通过低频振动来消除应力的方法。振动法不仅会降低材料的屈服极限、抗拉强度，还具有设备简单、能量消耗少、操作方便、需要时间短、不破坏工件表面状况以及不产生公害等优点，但目前国内机车行业较少采用此法。