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防止産生焊接應力與變形的方法
來源: | 作者:廣州奔驰游戏网站接材料科技有限公司 | 發布時間: 2018-04-20 | 338 次浏覽 | 分享到:

一、防止和減小焊接應力的方法

防止和減小焊接應力,應從設計和工藝兩方面來加以控制和調節,從設計上應力求盡量減小結構的焊縫數量;避免焊縫過于集中;還要采用剛性較小的接頭形式。而焊工主要是從工藝上采取如下措施。

1. 采用合理的焊接順序

在一個焊接結構中,焊接順序對焊接殘余應力的大小有很大影響。如對接焊縫與角焊縫交叉的結構,應先焊對接焊縫,使其能自由收縮,再焊角焊縫。如對大面積平板拼接,正確的順序是先焊短焊縫,最後焊長焊縫。

2.降低焊縫的拘束度

在平板上鑲板的封閉焊接時拘束度較大,爲減小焊接應力,應設法減小拘束度。將平板孔的邊緣做適當的翻邊,焊接時焊縫的收縮能將翻邊拉平,而減小應力。或將鑲塊壓凹,預留收縮余量。這兩種方法杜能有效地減小焊接應力。

3.加熱減應區法

焊接时加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位(称“减应区”)。加热减应区的关键是找准“减应区”,否则就适得其反。加熱減應區法一个最大的特点是不在焊缝附近加热,而是要找一个能消除焊缝应力的位置加热。这个位置找的是否正确,在加热的时候便可验证:焊前加热时裂纹处的缝隙增大,则位置选择正确;否则便不正确。这种方法在焊补鑄鐵时应用最多。

4.錘擊

錘擊是在焊后焊缝未冷却之前,用小锤敲击焊缝,使韩粉横向延展,以抵消横向收缩。錘擊的温度以800~500℃为宜,低于500℃不可再继续錘擊。此方法适用于强度高、塑形差的材料。

5.熱處理

熱處理几乎能全部消除焊缝的内应力。其方法有整体熱處理和局部熱處理。根据焊件的材质不同,工作条件不同,则熱處理目的不同,焊后熱處理一般有退火、正火和高温回火等处理方法,对于高强度材料多用高温回火。如下表列出常用金属材料消除应力的回火的温度,供熱處理时参考。

 

材料

碳鋼及低中合金鋼

奧氏體鋼

鋁合金

鎂合金

钛合金

铌合金

鑄鐵

回火溫度/

580~680

850~1050

250~300

250~300

550~600

1100~1200

600~650

 

焊后熱處理必须焊后立即进行,尤其是高强材料,档焊件冷却下来就可能产生焊接裂纹,若不及时处理便会产生裂纹。气焊件都是小件,如果需要进行熱處理,均可进行整体熱處理。为了保证加热时不产生应力,熱處理加热速度应控制在200℃/h,保溫時間視工件厚度而定,一般按每lin(25.4mm)厚度1h計算,然後在空氣中冷卻,對于退火較難的高合金鋼也可以隨爐冷卻。

 

二、防止和減小焊接變形的方法

減小焊接變形應首先從設計上著手,即在設計焊接結構時,盡量選擇小的焊縫尺寸和坡口形式;盡量減少焊縫的數量;合理安排焊縫位置;有利于減小焊接變形。在工藝上還應采取如下措施。

1.采用合理的裝焊順序

如两条长直对称焊缝,无论先焊哪一条都会产生弯曲变形,最好是两焊缝同时焊接,如果做不到,可以分段焊接。此例为一个最简单的构件,其实对于一些复杂结构,采用合理的裝焊順序对于减小焊接变形作用是很大的。比如桥式起重机的箱形梁腹板与上盖板的焊接,由于两条焊缝位于上盖板的两边缘上,最好是两条焊缝同时焊接。否则一定向先焊的焊缝方向弯曲。如果條件不允許,只能分段焊接。這樣不僅能夠減小焊接應力,還能有效地減小焊接變形。

2.剛性固定法

將焊件夾緊,使其處于不能自由變形狀態下焊接,可以有效地減小焊接變形。T形梁的剛性固定法焊接的方案。T形梁焊接過程中會發生兩種變形:一是因角焊縫的橫向收縮引起的角變形;二是因焊縫的縱向收縮引起的彎曲變形。要克服這兩種變形可以將平板(翼板)剛性固定起來。

3.反變形法

焊前使工件有一个与焊后变形相反方向、大小相当的变形,以使能敲好抵消焊接时能产生的变形。平板以对接时防止角变形的反变形方法,其反变形的角度大小要合适;电渣焊对接立焊的反變形法;克服工字梁翼板角变形的反變形法;球罐出口件封闭焊缝防止塌陷的反變形法;桥式起重机箱形梁为防止因焊缝纵向收缩引起弯曲变形而预制上拱度的反變形法。

反變形法的应用,应根据不同的情况而确定如何进行反变形处理,一般来说,焊缝的横向收缩能引起角变形,较多的并排在一起的焊缝的横向收缩,能引起较明显的横向缩短,位于边缘的长焊缝的纵向收缩能引起显著的弯曲变形,焊接操作时,应根据不同的结构和可能产生变形的情况,进行反变形处理。