如何避免不銹鋼薄板焊接變形的方法

2018-12-3113:27:47如何避免不銹鋼薄板焊接變形的方法已關(guān)閉評(píng)論

薄板通常是指焊接厚度小于4mm的鋼板(包括不銹鋼薄板,鍍鋅板,鐵板),想要控制和避免薄板復(fù)合材料的焊接變形就需要不銹鋼加工廠具有一定的預(yù)防措施和矯正方法。以下方法僅供參考。

不銹鋼薄板焊接 (1)

一、不銹鋼薄板焊接變形的原因

電弧焊是一種不均勻的快速加熱和冷卻過(guò)程,其中在焊接中或焊接后可能發(fā)生變形。影響焊接變形的最基本因素是熱變形和焊接部件的剛性條件。焊接過(guò)程中的熱變形受到元件剛性條件的限制,發(fā)生壓縮塑性變形,導(dǎo)致焊接殘余變形。

1)影響焊接熱變形的因素:

因素1:焊接方法。

不同的焊接方法會(huì)產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng),形成不同的熱變形。通常,自動(dòng)焊接比手動(dòng)焊接更集中,手動(dòng)焊接窄且變形小。對(duì)于薄的wilding線,高電流密度,加熱濃度,CO2氣體保護(hù)焊接導(dǎo)致小的變形。

因素2:焊接參數(shù)

即,焊接電流,電弧電壓和焊接速度這三個(gè)參數(shù)。線能量越大,焊接變形越大。焊接變形隨著焊接電流和電弧電壓的增加而增加,隨著焊接速度的增加而減小。在三個(gè)參數(shù)中,電弧電壓的影響是明顯的,因此低電壓,高速和強(qiáng)電流密度的自動(dòng)焊接導(dǎo)致焊接變形小。

因素3:焊縫量和橫截面尺寸。

焊縫越多,橫截面尺寸越大,不銹鋼薄板的焊接變形越大。

因素4:操作方法。

由于連續(xù)焊接和間歇焊接產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng),因此熱變形不同。通常,連續(xù)焊接變形大,不連續(xù)焊接變形最小。

因素5:材料的熱物理性質(zhì)。

不同的材料具有不同的導(dǎo)熱系數(shù),比熱和膨脹系數(shù),導(dǎo)致不同的熱變形和焊接變形。

2)影響焊接部件剛性系數(shù)的因素

因素1:組件的大小和形狀。

隨著部件的剛性增加,不銹鋼薄板焊接變形變小。

因素2:輪胎夾具的應(yīng)用。

使用輪胎夾具可以增加部件的剛性,從而減少焊接變形。

因素3:裝配焊接程序。

組裝焊接過(guò)程會(huì)導(dǎo)致組件在不同組裝階段的剛度和重心位置的變化,這對(duì)控制元件的焊接變形有很大影響。

通常,在緊密的條件下,焊接部件具有大的焊接變形,反之亦然。

二、焊接變形的類型

任何鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形可分為整體變形和部分變形。

整體變形是指焊接不銹鋼薄板后,部件的尺寸或形狀發(fā)生變化,包括縱向和橫向收縮(總尺寸減?。?,彎曲變形(凹陷和下垂),變形等。

部分失真是指焊接后某些區(qū)域的失真,包括角度失真和波形失真。

三、避免不銹鋼薄板焊接變形的原理和方法

1、焊接變形的原理:

焊接過(guò)程中焊接元件的熱變形和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,焊接殘余變形是不可避免的,即不可能完全消除焊接變形。為了控制焊接,必須同時(shí)從不銹鋼薄板部件的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)中獲得殘余變形。設(shè)計(jì)不銹鋼薄板組件時(shí),除了滿足強(qiáng)度和使用性能外,還必須滿足最小的焊接變形和最小的工時(shí)。因此,優(yōu)化板坯接頭的布局是非常重要的。在設(shè)計(jì)板坯接頭的布局時(shí),通常較少考慮技術(shù)性能,這很容易引起焊接變形。

2、避免不銹鋼薄板變形的措施

不銹鋼薄板焊接工藝是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要工序之一。合理的焊接工藝是減少焊接變形和降低應(yīng)力集中的有效方法。為了控制焊接變形,應(yīng)采取有效措施去避免,例如:

  • 元件可分為幾個(gè)小部件和元件部分,將焊接變形傳遞到不同部件,便于元件失真控制和校正;
  • 為避免焊接后的變形和過(guò)度彎曲變形,零件的焊縫布局應(yīng)對(duì)稱或接近橫截面的中性軸。
  • 對(duì)于每個(gè)主焊縫,盡可能選擇小焊腳尺寸和短焊縫;
  • 避免焊縫過(guò)度集中和交叉布置;
  • 盡可能使用寬鋼板和長(zhǎng)鋼板,或減少焊縫數(shù)量等。

3、控制不銹鋼薄板部件焊接變形的方法有:

  1. 裝配部件沒有裝配應(yīng)力。
  2. 采用自動(dòng)焊接等氣體保護(hù)焊接技術(shù); 例如,最先進(jìn)的Ar + CO2混合氣體MAG保護(hù)焊接。
  3. 合理選擇焊接規(guī)范參數(shù)和裝配焊接順序。
  4. 減少焊絲供應(yīng),降低電流,電壓,改變極性(通常為直流反極性,直流正極性)。首先焊接短接縫,然后焊接長(zhǎng)接縫,從內(nèi)向外焊接后退焊接。
  5. 可以合理地使用剛性固定方法和抗變形方法。

四、薄結(jié)構(gòu)件的焊接變形校正

在成型鋼結(jié)構(gòu)中,雖然采取了元件設(shè)計(jì)和施工技術(shù)來(lái)控制焊接變形的措施,但由于焊接和施工技術(shù)的復(fù)雜性,焊接變形仍然是不可避免的,因此,超出設(shè)計(jì)要求的焊接變形必須得到糾正。

整流僅限于糾正焊接部件的某些變形,例如角度變形,彎曲變形,波浪變形等,對(duì)于部件的整體變形,例如縱向和橫向收縮(總尺寸縮短)只能通過(guò)補(bǔ)償來(lái)補(bǔ)償沖裁或裝配補(bǔ)貼。采用機(jī)械整流矯正鋼結(jié)構(gòu)易造成金屬硬化,消耗一定量的材料儲(chǔ)備,因此僅適用于塑性好的材料。

在實(shí)際生產(chǎn)中,機(jī)械整流可采用大型液壓機(jī)和摩擦壓力機(jī)。采用火焰整流矯正鋼結(jié)構(gòu)時(shí),冷卻后,焊接金屬部件會(huì)產(chǎn)生不可逆的壓縮和塑性變形,從而可以糾正整個(gè)焊接部件的變形?;鹧嬲鞣椒ㄒ蚕囊欢ǖ目伤苄?,因此在將其用于脆性材料或塑料材料時(shí)應(yīng)更多地考慮。應(yīng)適當(dāng)控制火焰加熱的溫度,因?yàn)檫^(guò)高的溫度會(huì)降低材料的機(jī)械性能,而過(guò)低的溫度會(huì)降低校正效率。

由于冷卻速度對(duì)校正效果沒有影響,在施工過(guò)程中,在加熱時(shí)噴水冷卻,提高了工作效率,提高了整流效果。

綜上所述,在生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)中,不銹鋼薄板焊接變形是不可避免的,只能通過(guò)采取有效的方法和措施來(lái)控制,并在超出公差要求的焊接變形方面進(jìn)行矯正。通過(guò)這種方式,可以達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)要求。