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在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束,可防止和减少焊接变形

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焊接变形(welding
deformation)是焊接过程中被焊件受到不均匀温度场的作用而产生形状尺寸变化称为焊接变形。焊接变形不可避免,但是从设计和工艺两方面措施处理得好,可防止和减少焊接变形,进而避免或减少焊后变形的矫正工作量。焊接变形分为纵向和横向收缩,角变形,弯曲变形,扭曲变形,波浪变形等。具体措施有:

薄板结构件一般指由厚度不大于4毫米的钢板(包括不锈钢板、镀锌板、白铁皮)组焊而成的结构件。如我厂生产的压轮钻机机棚,司机室,电铲司机室均属此类。控制与矫正薄板结构件的焊接变形需要有高超的技术,下面随贤集网小编一起来探讨下薄板结构件焊接变形的控制与矫正。

一,设计措施

一、焊接变形产生的原因

1,在设计焊接构件时,如尺寸,自重允许的条件下,适当提高构件的刚度,减少焊接引起的变形量。

电弧焊是一个不均匀的快速加热和冷却的过程,焊接过程中及焊后,焊接构件都将产生变形。影响焊接变形最根本的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件。在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束,出现了压缩塑性变形,这就产生了焊接残余变形。

2,合理选择焊缝尺寸:在保证焊接质量和满足结构承载能力的前提下,尽量减少焊缝尺寸,如:a,V型破口改成U型破口;b,长焊缝改成断续焊缝;c,保证焊透的情况下,尽量减小焊缝间隙。

影响焊接热变形的因素

3,合理选择焊缝数量:对于自重不要求的焊接构件,适当选用较厚材料,可减少筋板数量,从而减少焊缝数量;对于薄板焊接结构,可采用压出可加强筋代替筋板结构,这样就减少了焊缝数量。

焊接工艺方法。不同的焊接方法,将产生不同的温度场,形成的热变形也不相同。一般来说,自动焊比手工焊加热集中,受热区窄,变形较小。CO2气体保护焊焊丝细,电流密度大,加热集中,变形小。

4,合理设计焊缝位置:a,焊缝设计成对称于焊接构件截面的中心轴或使缝接近中心轴,这样焊接应力对称互相抵消,大大减少焊接变形(特别是弯曲变形);b,焊缝不要很密;c,尽可能避免交叉焊缝。

2.焊接参数。即焊接电流、电弧电压和焊接速度。线能量越大,焊接变形越大。焊接变形随焊接电流和电弧电压的增大而增大,随焊接速度增大而减小。在3个参数中,电弧电压的作用明显,因此低电压高速大电流密度的自动焊变形较小。

二,工艺措施

3.焊缝数量和断面大小。焊缝数量越多,断面尺寸越大,焊接变形越大。

  合理装配焊接顺序:

4.施工方法。连续焊、断续焊的温度场不同,产生的热变形也不同。通常连续焊变形较大,断续焊变形最小。

5,对于复杂焊接结构来说,装配顺序相当重要,一般截面和焊缝对称的结构,先装配成总体,然后再分部对称焊接。

5.材料的热物理性能。不同的材料,导热系数、比热和膨胀系数等均不相同,产生的热变形也不相同,焊接变形也不相同。

6,对于不对称的复杂焊接结构,可先将其分成若干简单部件分别施焊,然后再总装焊接。

影响焊接构件刚性系数的因素

7,焊接参数的选择:原则是减少热量的输入,即尽量减小焊接参数,以减少变形量。

1构件的尺寸和形状。随着构件刚性的增加,焊接变形越小。2胎夹具的应用。采用胎夹具,增加了构件的刚性,从而减少焊接变形。

8,对称焊缝采用对称焊,最好两人同步焊。

3装配焊接程序。装配焊接程序能引起构件在不同装配阶段刚性的变化和重心位置的改变,对控制构件的焊接变形有很大的影响。

9,对于不对称焊缝,应以焊缝少的一侧先焊。

一般来说,焊接构件在拘束小的条件下,焊接变形大,反之,则变形小。

10,对于长焊缝应采取不同的方向和顺序施焊:即分段焊,跳焊,分段退焊,分中对称焊。

二、薄板结结构焊接变形的种类

11,对于不同焊缝的焊接,应焊对接焊缝,后焊角焊缝及其它焊缝。

任何钢结构的焊接变形,可分为整体变形和局部变形。整体变形就是焊接以后,整个构件的尺寸或形状发生的变化,包括纵向和横向收缩,弯曲变形和扭曲变形等。局部变形是指焊接以后构件的局部区域出现的变形,包括角变形和波浪变形等。

12,组成圆筒形焊件,应先焊纵缝,后焊横缝。

三、控制薄板结结构焊接变形的原则与方法

13,在平面上的焊缝要保证纵向和横向的焊缝能够自由伸缩,如在焊对接焊缝,焊接方向要指向自由端。

焊接过程中的热变形和施焊时焊接构件的刚性条件是影响焊接残余变形的两个主要因素。根据这两个主要因素可以认为焊接残余变形是不可避免的,即完全消除焊接变形是不太可能的。控制焊接残余变形必须从薄板结构件设计和施工工艺两个方面同时采取措施。

14,对于交叉及十字焊缝,起弧及收弧不要在交叉点上。

在薄板结构件设计上除了要满足构件的强度和使用性能外,还必须满足构件制造中焊接变形最小及耗费劳动工时最低的要求。因此优化板缝布置尤为重要,设计图纸中的板缝布置往往对工艺性考虑不周,容易引起焊接变形。

15,先焊中间(心)部位的焊缝,再焊四周部位的焊缝。

焊接工艺是钢结构施工中的重要工艺之一。合理的焊接工艺是减少焊接变形,减少应力集中的有效方法。

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