焊接變形的成因及控制方法
焊接變形危害大,控制變形料工設(shè);
材料特性影響大,低膨高彈變形小;
工藝參數(shù)要明確,焊接方法要正確;
薄板焊接小電流,厚板多道均勻焊;
結(jié)構(gòu)設(shè)計要簡單,板材可用型鋼代;
厚板代替薄板件,減少肋板焊縫少;
焊道應(yīng)該對稱走,應(yīng)力抵消變形;
控制變形方法多,參數(shù)設(shè)計找訣竅;
反變拘束最常用,留夠余量防縮變;
復(fù)雜結(jié)構(gòu)單元化,拼接總裝形變;
焊縫結(jié)構(gòu)不對稱,少縫起焊最有效;
焊縫對稱不用煩,偶數(shù)工人同時焊;
長縫焊接變形大,雙人對稱退焊法;
單人焊接亦可行,分段跳焊最實用;
認(rèn)清形變其本質(zhì),解決問題不用煩;
實踐經(jīng)驗最重要,大家都應(yīng)要記牢。
1.產(chǎn)生變形的原因
說的簡單些就是應(yīng)為在焊接過程中,由于鋼材受熱溶化后,由于熱脹冷縮的原因使得鋼材冷卻收縮的過程中出現(xiàn)不平衡的收縮造成的。
2.焊接變形的影響因素
影響焊接變形的因素有很多,總結(jié)起來主要有材料、結(jié)構(gòu)和工藝3個方面。
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1)材料因素
主要是由于材料本身的物理特性造成的,尤其是材料的熱膨脹系數(shù)以及屈服極限還有彈性模量等對材料的作用,膨脹系數(shù)越大的材料其焊接變形量就越大,彈性模量增大焊接變形隨之減少,而屈服極限大的則會造成較高的殘余應(yīng)力造成變形增大。不銹鋼的膨脹系數(shù)大于碳鋼的膨脹系數(shù)因此同等厚度的兩種材料不銹鋼的焊接變形的趨勢大于碳鋼的。
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2)結(jié)構(gòu)因素
焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計對焊接變形的影響最關(guān)鍵,總體原則是隨著拘束度的增加,焊接殘余應(yīng)力增加,焊接變形則相應(yīng)減少。
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3)工藝因素
主要影響的因素是焊接方法、焊接熱輸入(電流電壓)、構(gòu)件的定位或者固定方法、焊接順序,焊接工裝夾具的使用。影響最大的是焊接順序。
3.焊接變形的控制
1)設(shè)計措施
1合理的選擇焊接的尺寸和形式
在保證結(jié)構(gòu)承載力的情況下,盡可能采用較小的焊縫尺寸,減少焊接熱輸入對材料性能的影響如圖1。
2合理選擇焊縫長度和數(shù)量
只要允許,采用型材、沖壓件;焊縫多且密集的地方可采用鑄-焊聯(lián)合結(jié)構(gòu),可以減少焊縫數(shù)量。此外適當(dāng)增加壁板的厚度,以減少肋板的數(shù)量,或者采用壓型結(jié)構(gòu)代替肋板結(jié)構(gòu),都可以防止薄板的結(jié)構(gòu)變形。
3合理安排焊縫位置
安排焊縫盡可能采用對稱于截面中性軸,或使焊縫接近中性軸,這對減少梁柱的撓曲變形優(yōu)良好的效果,如圖2所示
2)工藝措施
1反變形法
利用反變形的方式來控制焊接變形是最常用的焊接方法。如圖3幾種常見的反變形方法。
2留余量法
在下料時,將零件的實際長度或者寬度尺寸比設(shè)計尺寸適當(dāng)加大以補償焊件的收縮,此方法適用于防止焊件的收縮變形。
3剛性固定
采用夾具或剛性胎具將被焊件盡可能地固定,可有效地控制待焊接構(gòu)件的角變形和彎曲變形。