在實(shí)際生產(chǎn)中,即使采用上述措施,焊后有時(shí)仍會(huì)產(chǎn)生超過允許值的變形,為確保結(jié)構(gòu)形狀與尺寸要求,常需進(jìn)行矯正。矯正的實(shí)質(zhì)是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的變形,以抵消焊接時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生的變形。生產(chǎn)中常用的矯正方法有兩種,即機(jī)械矯正法與火焰加熱矯正法。
圖4.2.8 X形坡口焊接次序
1)機(jī)械矯正法
利用機(jī)械外力的矯正變形,可采用輥床、壓力機(jī)、矯正機(jī)等機(jī)械外力,也可用手工錘擊矯正。
2)火焰加熱矯正法
利用氧-乙炔火焰在焊件適當(dāng)部位上加熱,使工件在冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生新的變形,以矯正焊接所產(chǎn)生的變形。如圖4.2.10所示,焊后已經(jīng)產(chǎn)生上拱的丁字梁,可用火焰在圖示腹板位置進(jìn)行加熱,加熱區(qū)呈三角形,一般加熱到600~800℃,然后冷卻使腹板收縮引起反向變形,可使工件矯直過來。火焰加熱矯正變形方法主要用于低碳鋼和部分普通低合金結(jié)構(gòu)鋼。
圖4.2.10 火焰矯正法
(3)減少焊接應(yīng)力的工藝措施
1)選擇合理的焊接次序
焊接平面形工件上的焊縫,應(yīng)保證焊縫的縱向與橫向收縮能夠比較自由,如變形受阻,焊接應(yīng)力就要加大。焊接交叉焊縫時(shí),例如圖4.2.11所示三塊鋼板的拼接焊縫,按圖(a)的次序1,2進(jìn)行,可減少內(nèi)應(yīng)力;反之,如按圖(b)的次序進(jìn)行就要增大內(nèi)應(yīng)力,特別是在交叉處(A的位置)易發(fā)生裂縫。
圖4.2.11 焊接次序?qū)附討?yīng)力的影響
2)預(yù)熱法
最有效地減少焊接應(yīng)力是焊前預(yù)熱,即在焊前將工件預(yù)熱到350~400℃,然后再進(jìn)行焊接。預(yù)熱可使焊縫區(qū)金屬和周圍金屬的溫差減小,焊后又可比較均勻地同時(shí)緩慢冷卻收縮,因此可顯著減小焊接應(yīng)力,同時(shí)可減少焊接變形。
3)焊后退火處理
焊后退火是最常用也是最有效的消除焊接應(yīng)力的一種方法。它是焊后將工件均勻加熱到600~650℃,保溫一定時(shí)間(≥1 h),而后緩慢冷卻。整體退火處理一般可消除80%~90%的焊接殘余應(yīng)力。