焊接變形控制

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1、焊接變形的控制產(chǎn)生變形的原因焊接變形的危害焊接變形的種類和影響因素焊接變形的控制焊接變形的矯正產(chǎn)生變形的原因焊接時(shí)，熔化的金屬及近縫區(qū)母材受熱膨脹，產(chǎn)生塑性變形。凝固時(shí)，焊縫和近縫區(qū)金屬收縮。從而產(chǎn)生縱向和橫向內(nèi)應(yīng)力，此內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力。使焊縫縱向和橫向收縮，從而使焊件產(chǎn)生變形。由于焊接時(shí)熱脹冷縮是必然的，所以焊接時(shí)產(chǎn)生變形是必然的。我們只能控制但不能完全消除焊接變形。焊接變形的危害1）影響焊件的精度及使用性能；2）降低裝配質(zhì)量,甚至使產(chǎn)品報(bào)廢;3）降低結(jié)構(gòu)的承載能力；4）影響焊件的美觀;5）提高制造成本。焊接變形的種類和影響因素焊接變形的種類：1收縮

2、變形2角變形3彎曲變形4失穩(wěn)變形(波浪變形)5扭曲變形。收縮變形（1）縱向收縮變形：沿焊縫軸線方向尺寸的縮短（2）橫向收縮變形：沿垂直于焊縫軸線方向尺寸的縮短?？v向收縮變形的影響因素1）與截面積有關(guān)：焊件的截面積越大，焊件的縱向收縮量越小2）與長度有關(guān)：焊縫的長度越長，焊件的縱向收縮量越大3）與焊接層次有關(guān)：多層焊時(shí)每層焊縫所產(chǎn)生的壓縮塑性變形比單層焊時(shí)小。4）與溫度有關(guān)：焊件的原始溫度提高，焊后縱向收縮量增大5）與材料性質(zhì)有關(guān)：線膨脹系數(shù)大的材料，焊后縱向收縮量大。橫向收縮變形的影響因素1）與熱輸入有關(guān)：橫向收縮變形隨焊接熱輸入增大而增加。2）與間

3、隙有關(guān)：裝配間隙增加，橫向收縮也增加。3）與焊接長度有關(guān)：焊縫的橫向收縮沿焊接方向由小到大，逐漸增大到一定程度后便趨于穩(wěn)定。4）與拘束程度有關(guān)：定位焊縫越長，橫向收縮變形量就越小5）與金屬填充量有關(guān)：對(duì)接接頭的橫向收縮量隨焊縫金屬量的增加而增加大的。6）與焊縫形式有關(guān)：角焊縫的橫向收縮要比對(duì)接焊縫小得多。幾種接頭的角變形a)堆焊b)對(duì)接接頭c)T形接頭a)b)c)角變形角變形的影響因素1）與板厚有關(guān)：當(dāng)熱輸入一定時(shí)，板厚越大，角變形越大；2）與熱輸入有關(guān)：板厚一定，熱輸入增大，角變形也增；3）與坡口形式有關(guān)：對(duì)接接頭坡口截面不對(duì)稱的焊縫，其角變形大；

4、坡口角度越大，角變形越大4）與焊接順序有關(guān)：焊接順序也會(huì)影響角變形的大小。彎曲變形焊縫的縱向收縮引起的彎曲變形焊縫橫向收縮引起的彎曲變形彎曲變形的影響因素主要影響因素就是焊縫位置的不對(duì)稱，導(dǎo)致受力不均衡，出現(xiàn)彎曲。當(dāng)焊縫位置對(duì)稱或接近于截面中性軸，則彎曲變形就比較小。失穩(wěn)變形（波浪變形）對(duì)于薄板件焊接，由于焊縫的收縮會(huì)使板面失穩(wěn)變成波浪形。如下圖扭曲變形對(duì)于梁式結(jié)構(gòu)或細(xì)長構(gòu)件，由于焊接順序、焊接方向或裝配原因焊后截面向不同的方向傾斜造成構(gòu)件扭曲變形。焊接變形的控制控制變形的方法：1、合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范2、剛性固定法3、反變形法4、散熱法5、熱

5、平衡法6、采用合理的焊接順序和方向合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范選用線能量較低的焊接方法，可以有效地防止焊接變形。例如采用CO2半自動(dòng)焊來代替氣焊和手工電弧焊，不但效率高，而且可以減少薄板結(jié)構(gòu)的變形。焊接電流電壓越大，焊件的受熱量越大，變形也就越大。對(duì)于焊縫不對(duì)稱的細(xì)長構(gòu)件而言，有時(shí)可以通過選用適當(dāng)?shù)木€能量，而不必用任何反變形或夾具克服撓曲變形。剛性固定法1）將焊件固定在剛性平臺(tái)上2）將焊件組合成剛度更大或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)3）利用焊接夾具增加結(jié)構(gòu)的剛度和拘束4）利用臨時(shí)支撐增加結(jié)構(gòu)的拘束。反變形法根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中已發(fā)生變形的規(guī)律，預(yù)先將焊件向相反方向制成變形或預(yù)

6、留變形收縮量再進(jìn)行焊接的方法。焊前焊后散熱法散熱法又稱強(qiáng)迫冷卻法。散熱法是指在焊接部位放置銅墊板或用水冷卻焊接部位背面，把焊接部位的熱量迅速散去，使焊縫附近受熱面積大大減小，以達(dá)到減少焊接變形的目的。散熱法不適于具有淬火傾向的產(chǎn)品，否則焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋。散熱法示意圖a)水浸法散熱b)散熱墊法散熱c)噴水法散熱a)c)b)熱平衡法當(dāng)焊接某些焊縫不對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)時(shí)，焊后往往會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。如果在與焊縫的位置上采用氣體火焰與焊接同步加熱，使加熱區(qū)和焊縫產(chǎn)生同樣的膨脹變形，焊后其一致收縮，則可以防止彎曲變形。采用合理的焊接順序和方向合理的焊接順序和方向：先兩

7、端，后中間；先內(nèi)部，后外部；先焊短焊縫，后焊長焊縫；先焊焊縫少的一側(cè)，再焊焊縫多的一側(cè)；對(duì)稱焊縫保證對(duì)稱，同向；長焊縫分段倒退焊。焊接順序?qū)亲冃蔚目刂?a)單側(cè)先焊(b)兩側(cè)交替焊(c)交替控制焊(d)同時(shí)對(duì)稱焊長焊縫的幾種焊接順序焊接變形的矯正機(jī)械矯正法錘擊法火焰加熱矯正法機(jī)械矯正法機(jī)械法是指利用壓床、輥、千斤頂或者用錘子敲打等手段矯正變形的方法。機(jī)械法矯正焊接變形應(yīng)注意以下事項(xiàng)：對(duì)冷裂傾向較大的高強(qiáng)度鋼采用此法應(yīng)慎重，因?yàn)闄C(jī)械法矯正易產(chǎn)生冷作硬化。對(duì)重要焊件和合金鋼焊件，矯正后應(yīng)仔細(xì)檢查矯正處有無裂紋。錘擊法該法用錘擊來延展焊縫及其周圍壓縮塑性

8、變形區(qū)域的金屬，達(dá)到消除焊接變形的目的。這種方法比較簡單，經(jīng)常用來矯正不太厚的板結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，表面