薄板焊接變形的控制及要點(diǎn)

曉昀

• 
  

一,、前言

薄板結(jié)構(gòu)件一般指由厚度不大于4毫米的鋼板(包括不銹鋼板,、鍍鋅板,、白鐵皮)組焊而成的結(jié)構(gòu)件,。如我廠生產(chǎn)的壓輪鉆機(jī)機(jī)棚,司機(jī)室,電鏟司機(jī)室均屬此類,�,？刂婆c矯正薄板結(jié)構(gòu)件的焊接變形需要有高超的技術(shù),是我廠生產(chǎn)的軟肋。下面就我們達(dá)成的共識(shí)進(jìn)行探討,限于水平,僅供參考,。

二,、焊接變形產(chǎn)生的原因

電弧焊是一個(gè)不均勻的快速加熱和冷卻的過(guò)程,焊接過(guò)程中及焊后,焊接構(gòu)件都將產(chǎn)生變形。影響焊接變形最根本的因素是焊接過(guò)程中的熱變形和焊接構(gòu)件的剛性條件,。在焊接過(guò)程中的熱變形受到了構(gòu)件剛性條件的約束,出現(xiàn)了壓縮塑性變形,這就產(chǎn)生了焊接殘余變形,。

) J0 H* o$ K6 L+ Y" ^$ p

(一) 影響焊接熱變形的因素

1.焊接工藝方法。不同的焊接方法,將產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng),形成的熱變形也不相同,。一般來(lái)說(shuō),自動(dòng)焊比手工焊加熱集中,受熱區(qū)窄,變形較小,。CO2氣體保護(hù)焊焊絲細(xì),電流密度大,加熱集中,變形小。

( s  k. {" N& G

2.焊接參數(shù),。即焊接電流,、電弧電壓和焊接速度。線能量越大,焊接變形越大,。焊接變形隨焊接電流和電弧電壓的增大而增大,隨焊接速度增大而減小,。在3個(gè)參數(shù)中,電弧電壓的作用明顯,因此低電壓高速大電流密度的自動(dòng)焊變形較小,。

3.焊縫數(shù)量和斷面大小,。焊縫數(shù)量越多,斷面尺寸越大,焊接變形越大,。

3 A2 W3 ~( j/ o- Y9 m

4.施工方法。連續(xù)焊,、斷續(xù)焊的溫度場(chǎng)不同,產(chǎn)生的熱變形也不同,。通常連續(xù)焊變形較大,斷續(xù)焊變形最小。

; J- U2 T; L* T6 o

5.材料的熱物理性能,。不同的材料,導(dǎo)熱系數(shù),、比熱和膨脹系數(shù)等均不相同,產(chǎn)生的熱變形也不相同,焊接變形也不相同。

* j, A! v: E2 h4 m8 F/ X; L+ n

(二) 影響焊接構(gòu)件剛性系數(shù)的因素

% S* `9 f/ k7 i+ Q9 R9 y

1構(gòu)件的尺寸和形狀,。隨著構(gòu)件剛性的增加,焊接變形越小,。

2胎夾具的應(yīng)用。采用胎夾具,增加了構(gòu)件的剛性,從而減少焊接變形,。

3 T+ Q- i4 s  Z4 U) g

3裝配焊接程序,。裝配焊接程序能引起構(gòu)件在不同裝配階段剛性的變化和重心位置的改變,對(duì)控制構(gòu)件的焊接變形有很大的影響。

一般來(lái)說(shuō),焊接構(gòu)件在拘束小的條件下,焊接變形大,反之,則變形小,。

三,、薄板結(jié)結(jié)構(gòu)焊接變形的種類

任何鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形,可分為整體變形和局部變形。整體變形就是焊接以后,整個(gè)構(gòu)件的尺寸或形狀發(fā)生的變化,包括縱向和橫向收縮(總尺寸縮短),彎曲變形(中拱,、中垂)和扭曲變形等,。局部變形是指焊接以后構(gòu)件的局部區(qū)域出現(xiàn)的變形,包括角變形和波浪變形等。

, A, ~+ T# |. }) i$ F, |

• 
  7 E4 q* j% Q/ Q5 j

四,、控制薄板結(jié)結(jié)構(gòu)焊接變形的原則與方法

焊接過(guò)程中的熱變形和施焊時(shí)焊接構(gòu)件的剛性條件是影響焊接殘余變形的兩個(gè)主要因素,。根據(jù)這兩個(gè)主要因素可以認(rèn)為焊接殘余變形是不可避免的,即完全消除焊接變形是不太可能的�,？刂坪附託堄嘧冃伪仨殢谋“褰Y(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和施工工藝兩個(gè)方面同時(shí)采取措施,。

/ p/ D  M! ~; r3 f9 }

在薄板結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)上除了要滿足構(gòu)件的強(qiáng)度和使用性能外,還必須滿足構(gòu)件制造中焊接變形最小及耗費(fèi)勞動(dòng)工時(shí)最低的要求。因此優(yōu)化板縫布置尤為重要,設(shè)計(jì)圖紙中的板縫布置往往對(duì)工藝性考慮不周 ,容易引起焊接變形,。

焊接工藝是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要工藝之一,。合理的焊接工藝是減少焊接變形,減少應(yīng)力集中的有效方法。

$ J, O0 u* q! g+ X/ f

為了控制構(gòu)件焊接變形,應(yīng)盡可能采取有效措施,如:將構(gòu)件分為若干小部件與構(gòu)件分段,使焊接變形分散在各個(gè)部件上,便于構(gòu)件變形的控制與矯正;使各部件焊縫的布置與構(gòu)件分段截面中性軸對(duì)稱或接近截面中性軸,避免焊接后產(chǎn)生扭曲和過(guò)大的彎曲變形;對(duì)每一條主要焊縫,盡可能選擇小的焊腳尺寸和短的焊縫;避免焊縫過(guò)分集中和交叉布置;盡可能采用寬而長(zhǎng)的鋼板或能減少焊縫數(shù)量的結(jié)構(gòu)形式,等等,。

- J$ b& U" H* o  U  A" C6 m/ q

控制薄板結(jié)構(gòu)件焊接變形的工藝方法有:

- z1 u$ \* W- J' R; z/ K

(一)在無(wú)裝配應(yīng)力強(qiáng)制下進(jìn)行構(gòu)件裝配;

2 z5 l3 D5 v# ~3 r2 a0 n+ f

(二)采用自動(dòng)焊和其它氣體保護(hù)焊工藝;如最先進(jìn)的

2 y/ [7 P% S7 b. x- L+ }

Ar+CO2混合氣體MAG保護(hù)焊,。

(三)合理選擇焊接規(guī)范參數(shù)和裝配焊接順序。減少焊絲供

給量,降低電流,、電壓,改變極性(通常為直流反極性→直流正極性),。先焊短焊縫后焊長(zhǎng)焊縫,采取分段退焊,由內(nèi)向外依次進(jìn)行。
( K0 Z4 ~! ^, W3 q, i

(四)盡可能合理運(yùn)用剛性固定法,反變形法,。

五,、薄板結(jié)構(gòu)件焊接變形的矯正

鋼結(jié)構(gòu)的建造過(guò)程中,盡管在其構(gòu)件設(shè)計(jì)和施工工藝上采取措施來(lái)控制焊接變形,但由于焊接過(guò)程的特點(diǎn)和施工工藝的復(fù)雜性,產(chǎn)生焊接變形仍是不可避免的,因此,對(duì)出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)要求的焊接變形必須進(jìn)行矯正,。

矯正工藝只限于矯正焊接構(gòu)件的局部變形,如角變形、彎曲變形,、波浪變形等等,對(duì)于構(gòu)件結(jié)構(gòu)的整體變形如縱向和橫向收縮(總尺寸縮短)只能通過(guò)下料或裝配時(shí)預(yù)放余量來(lái)補(bǔ)償,。

- Q  }2 h. J! ^7 f# e. l

采用機(jī)械矯正法校正鋼結(jié)構(gòu)容易引起金屬冷作硬化,消耗材料一定數(shù)量的塑性儲(chǔ)備,只能用于塑性良好的材料,實(shí)際生產(chǎn)中,機(jī)械矯正法矯正過(guò)程中可能使用專用的大型油壓機(jī)、摩擦壓力機(jī)矯正,。

采用火焰矯正法校正鋼結(jié)構(gòu),矯正冷卻后,焊接構(gòu)件這部分金屬獲得不可逆的壓縮塑性變形,使整個(gè)焊接構(gòu)件變形得到矯正,。火焰矯正法同樣要消耗材料一部分塑性,對(duì)于脆性材料或塑性差的材料要謹(jǐn)慎使用,。要適當(dāng)控制火焰加熱的溫度,溫度過(guò)高材料機(jī)械性能降低,溫度過(guò)低使矯正效率降低,。由于冷卻速度對(duì)矯正效果不產(chǎn)生任何影響,施工過(guò)程中,多采用邊加熱邊噴水冷卻的方法,既提高了工作效率,又提高了矯正效果。

綜上所述,鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中,焊接變形是不可避免的,只能采取有效的方法,、措施控制焊接變形,并對(duì)超出公差要求的焊接變形進(jìn)行矯正,從而既滿足鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求,又滿足經(jīng)濟(jì)性要求,。

* t( D8 J* B7 Y! b
  i5 c8 D( ^, G6 c
3 q, |' g/ q7 @. b1 g

學(xué)習(xí)進(jìn)步

樓主講得詳細(xì),，學(xué)習(xí)了。

遠(yuǎn)祥

感謝樓主分享,！

大白小白

頂好貼,！

卡卡51

謝樓主分享