控制焊接变形的措施

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:
一,设计措施
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。
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。
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。
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。
二,工艺措施
   合理装配焊接顺序:
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。
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。
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。
8,对称焊缝采用对称焊,最好两人同步焊。
9,对于不对称焊缝,应以焊缝少的一侧先焊。
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。
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。
12,组成圆筒形焊件,应先焊纵缝,后焊横缝。
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。
14,对于交叉及十字焊缝,起弧及收弧不要在交叉点上。
15,先焊中间(心)部位的焊缝,再焊四周部位的焊缝。
    反变形法
16,反变形法是预置反方向的变形量,以抵消(补偿)焊接变形,这种方法关键是反变形量的确定,总的来说主要依照经验値,会引起角变形和弯曲变形的场合应用较多。
    刚性固定法
17,刚性固定法是焊前对焊件外加刚性拘束,强制焊件在焊接时不能自由变形。比如焊接构件在夹具中施焊,比较有效减少焊接变形。
18,刚性固定法与反变形法有机结合起来使用,能达到事半功倍的效果。
    焊接方法的选择
19,在焊接方法的选择上尽量使用热量集中焊接变形小的方法,常见焊接变形大到小焊接方法为:气焊,电渣焊,埋弧焊,焊条电弧焊,气保焊,激光焊等,日常中广泛使用的如:氩弧焊,CO2保护焊。
    锤击法
20,锤击法是用带球形的尖锤,轻而密地敲击焊缝,松弛焊缝表面涨力,减少焊接应力,从而减小变形。如果工作量大,也可使用电锤或气锤。
    分层焊接法
21,分层焊接法是在焊接厚度较大的焊件时,采用分层焊接,它是利用后面层的焊接热量对前层焊缝进行保温和缓冷,以消除应力,从而减小变形。
    热处理法
22,对焊件进行预热,既可减少焊件加热部分与未加热部分的温差,又可减低焊件的冷却速度,达到减少内应力和焊件变形,一般加热温度:碳钢250-450℃,铸铁400-500℃,铝材200-300℃。
23,对焊件进行焊后退火,回火处理:将焊件放入炉中或保温材料中加热保温一定时间后缓冷,一般加热600-670℃。能减少大部分应力,以达到减小焊接变形。
    散热法
24,散热法是焊件在焊接时采用强迫冷却的方法使焊接区散热,由于受热面积减少而达到减小变形的目的。强制冷却的方法有:①将整个焊接件或焊缝周围浸入水中;②使用纯铜冷却块(通循环冷却水)。这种方法对于薄板焊接变形效果明显,但不适合用于焊接淬硬性较大的材料。                   
 
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