控制焊接变形措施
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控制焊接变形的设计措施在焊接行业中,焊接变形一直是一个非常头痛的问题。
焊接过程中由于高温和热应力的作用,焊件会发生变形,这会影响焊接质量和工件的性能。
为了控制焊接变形,需要采取一些设计措施,下面介绍几种常见的方法。
1.合理选择焊接方法不同的焊接方法对焊接变形的影响不同,因此在选择焊接方法时需要考虑变形因素。
例如,TIG焊接和激光焊接都是低热输入的焊接方法,可以减少焊接变形。
而电弧焊接和气焊则会产生较大的热影响区,容易引起焊接变形。
因此,在选择焊接方法时应根据具体情况进行合理选择。
2.控制焊接热输入焊接热输入是焊接变形的主要原因之一,因此需要控制焊接热输入。
可以通过降低焊接电流和增加焊接速度来减少焊接热输入。
此外,选择合适的焊接电极和焊接材料也可以降低焊接热输入。
3.使用预热和后热处理预热可以降低焊接材料的冷却速度,减少焊接变形。
后热处理可以消除焊接残余应力,进一步减少变形。
因此,在一些对焊接变形要求较高的工件上,可以采用预热和后热处理的方法。
4.采用多道焊接多道焊接可以减少每次焊接的热输入量,从而减少焊接变形。
在多道焊接中,可以采用交叉焊接的方式,即先焊接一侧,然后焊接另一侧,以此类推,从而减少残余应力的积累。
5.使用夹具和支撑物在焊接过程中,夹具和支撑物可以起到固定工件的作用,减少焊接变形。
夹具和支撑物的设计应考虑到焊接变形的方向和程度,以便实现更好的固定效果。
控制焊接变形需要综合考虑多种因素。
以上几种设计措施可以帮助我们减少焊接变形,提高焊接质量和工件的性能。
在实际应用中,需要根据具体情况进行合理选择和调整,以达到最佳的效果。
焊接变形是焊接过程中常见的问题,它可能对焊接结构的形状、尺寸、精度和稳定性产生不利影响。
为了消除焊接变形,可以采取以下几种方法:
反变形法:在焊接前或焊接过程中,人为地使焊件产生与焊接变形相反的变形,以抵消焊接变形。
这种方法需要在焊接前或焊接过程中精确计算和控制反变形量,才能达到预期的效果。
刚性固定法:将焊件固定在具有足够刚性的夹具或支撑物上,以防止焊接变形。
这种方法适用于小型、简单的焊件,但对于大型、复杂的焊件,由于刚性固定可能会产生较大的应力,因此需要采取其他措施来消除应力。
锤击法:在焊接过程中,使用锤击或振动焊件的方法来消除焊接变形。
这种方法需要在焊接过程中精确控制锤击或振动的力度和频率,以避免对焊件造成过大的损伤。
加热法:在焊接前或焊接过程中,对焊件进行局部或整体加热,以消除焊接变形。
这种方法需要在加热过程中精确控制加热的温度和范围,以避免对焊件造成过大的损伤。
机械校正法:在焊接后,使用机械工具对焊件进行校正,以消除焊接变形。
这种方法需要在机械校正过程中精确控制校正的力度和方向,以避免对焊件造成过大的损伤。
化学校正法:在焊接后,使用化学剂对焊件进行校正,以消除焊接变形。
这种方法需要在化学校正过程中精确控制化学剂的种类、浓度和作用时间,以避免对焊件造成过大的损伤。
以上是消除焊接变形的几种常见方法,可以根据不同的焊接情况选择合适的方法。
无论采用哪种方法,都需要在焊接过程中严格控制工艺参数,以避免产生过大的焊接变形。
焊接变形是焊接过程中常见的问题,它会影响焊接件的尺寸精度和外观质量。
以下是一些预防焊接变形的措施:
1. 预留反变形量:在设计焊接结构时,可以根据焊接变形的趋势和大小,预留一定的反变形量。
这样在焊接过程中,即使产生了变形,也可以通过预留的反变形量来抵消,从而达到防止或减少焊接变形的目的。
2. 选择合适的焊接顺序:焊接顺序对焊接变形的影响很大。
一般来说,应先焊短焊缝,后焊长焊缝;先焊薄板,后焊厚板;先焊中心,后焊边缘。
3. 采用合理的焊接方法:不同的焊接方法对焊接变形的影响也不同。
例如,电弧焊的变形较小,而气焊和氩弧焊的变形较大。
因此,在选择焊接方法时,应尽量选择变形小的方法。
4. 控制焊接参数:焊接参数(如电流、电压、焊接速度等)对焊接变形的影响也很大。
一般来说,应选择较小的焊接电流和较快的焊接速度,以减少焊接热输入,从而减小焊接变形。
5. 采用预热和后热处理:预热可以减小焊接热输入,从而减小焊接变形;后热处理可以通过改变焊缝和母材的金相组织,来减小焊接变形。
6. 采用工装夹具:通过使用工装夹具,可以固定焊接件的位置和形状,防止焊接过程中的位移和变形。
7. 采用多点对称焊接:通过在焊接件的多个位置同时进行焊接,可以分散焊接应力,从而减小焊接变形。
以上就是预防焊接变形的一些措施,希望对你有所帮助。
减少焊接接应力和焊接变形的措施1.选择适当的焊接参数:根据材料的种类和厚度选择合适的焊接电流、电压和焊接速度等参数,以降低焊接接应力和变形的风险。
同时,选择低温软化点的金属填充材料,如铜等,可以降低焊接接应力。
2.采用适当的焊接序列:通过改变焊接顺序,可以降低焊接过程中的接应力和变形。
在多次焊接时,从最中心的部位开始焊接,逐渐向两边延伸。
这样可以避免焊接热量集中在一个地方,减少局部热变形。
3.采用预热和后热处理:预热可以提高焊接材料的可塑性,改善焊接接头的焊接性能。
一般情况下,预热温度为焊接材料的临界温度的50%-70%。
预热后的焊接接头,在焊接完成后应进行后热处理,即将焊接接头加热至临界温度以下保温一段时间,然后缓慢冷却,以进一步消除焊接接头内应力。
4.使用焊接夹具:焊接夹具可以固定工件,减少焊接过程中的变形。
夹具应设计合理,以便保证焊接接头位置准确,但对于自由热变形而言,应当尽量减少夹具的使用。
5.控制焊接热输入量:合理控制焊接过程中的热输入量,以确保焊接接头不过热。
可以采用间歇焊接的方法,在焊接过程中适时停止加热,让工件冷却一段时间以减少热输入。
6.采用适当的接头形状:通过改变焊缝的形状,可以减少焊接过程中的接应力。
一般情况下,V型焊缝和锂阳角焊缝对于减少焊接变形效果较好。
7.选择适当的焊接方式:对于大型工件,可以采用多层焊接或间断焊接的方式进行,以减少焊接材料的热量。
对于特殊形状的工件,可以选择其他焊接方法,如电阻焊、激光焊等。
8.控制冷却速度:焊接完成后,要注意控制冷却速度,避免过快的冷却。
可以采用包裹式焊接,焊接完毕后用保温材料将焊接接头包裹起来,使其缓慢冷却,以减少残余应力。
焊接变形控制措施1. 引言焊接是常见的金属连接工艺,它在制造业中起着重要的作用。
然而,焊接过程中会产生热量,导致工件变形。
焊接变形不仅会影响工件的外观,还可能导致尺寸偏差、失配和应力集中等问题。
因此,为了控制焊接变形,需要采取一系列措施来减少其影响。
本文将介绍焊接变形的控制措施,包括减少焊接热输入、优化焊接顺序和采用辅助支撑等方法。
这些措施可以帮助工程师在焊接过程中有效控制变形,提高焊接质量。
2. 减少焊接热输入焊接热输入是导致焊接变形的主要原因之一。
当焊接电流和电压较高时,焊接过程中产生的热量也较大,会使焊接接头局部加热,导致热膨胀引起变形。
因此,减少焊接热输入是一种常用的焊接变形控制措施。
以下是减少焊接热输入的方法:•降低焊接电流和电压:通过调节焊接电流和电压的大小,可以控制焊接热输入的大小。
降低电流和电压可以减少焊接过程中的热量产生,从而减少变形的可能性。
•采用脉冲焊接技术:脉冲焊接技术可以使焊接电流周期性变化,从而降低焊接热输入。
这种技术可以减少焊接热量和热膨胀,有效控制焊接变形。
•使用预热和间歇焊接:在焊接之前,可以对焊接接头进行预热,以提高材料的可塑性和焊接质量。
间歇焊接是指在焊接过程中,将焊接接头暂停冷却一段时间,再继续焊接。
这种方法可以有效控制焊接热输入,减少变形。
3. 优化焊接顺序焊接顺序是影响焊接变形的另一个重要因素。
不同焊接顺序会导致不同的温度梯度和热应力,进而影响变形的大小和方向。
因此,优化焊接顺序是控制焊接变形的一项重要措施。
以下是优化焊接顺序的方法:•从焊接应力较小的区域开始焊接:焊接过程中,焊接接头会受到热应力的影响,从而引起变形。
通过从焊接应力较小的区域开始焊接,可以减少焊接接头受力不均匀引起的变形。
•分割大尺寸焊接接头:对于大尺寸的焊接接头,可以将其分割成若干个小接头进行焊接。
这样可以减少焊接接头的热输入,降低焊接变形的风险。
•控制焊接速度和温度:在焊接过程中,合适的焊接速度和温度可以减少焊接接头的热输入,进而减少焊接变形。
焊接变形改善措施方案
焊接变形是在焊接过程中由于热量的影响而引起的金属结构形状发生偏离的现象。
焊接变形不仅会降低焊接件的精度和质量,还可能对焊接结构的强度和稳定性产生不利影响。
为了改善焊接变形,以下是一些常用的措施方案:
1. 选用合适的焊接参数:在进行焊接前,应根据焊接材料的性质和焊接结构的要求,合理选择焊接电流、电压、焊接速度等焊接参数。
通过调整焊接参数,可以控制焊接过程中的热输入,从而减小变形的发生。
2. 使用预留间隙:在焊接结构设计过程中,可以合理设计预留间隙。
预留间隙可以提供材料热膨胀的余地,从而降低焊接过程中的应力集中,减小变形的程度。
3. 采用预热和后热处理:通过对焊接件进行预热,可以使焊接材料的内部应力得到释放,从而减小变形的发生。
在焊接完成后,进行适当的后热处理,可以进一步改善焊接结构的性能和形状稳定性。
4. 使用临时支撑和夹具:在焊接过程中,可以利用临时支撑和夹具来固定和支撑焊接件,从而减小焊接过程中的变形。
5. 采用分段焊接:在焊接大型结构时,可以采用分段焊接的方式。
分段焊接可以减小焊接过程中的热输入和热冲击,从而降低变形的程度。
6. 优化焊接顺序:根据焊接结构的特点和要求,优化焊接顺序可以有效减小焊接变形。
在焊接过程中,应先焊接承载结构的重要部位,然后再进行其他部分的焊接。
综上所述,通过合适的焊接参数选择、预留间隙设计、预热和后热处理、临时支撑和夹具、分段焊接以及优化焊接顺序等措施方案,可以有效改善焊接变形问题,提高焊接质量和结构的稳定性。
焊接变形的控制措施
(1)在焊接过程中,厚板对接焊后的变形主要是角变形。
实践中为控制变形,往往先焊正面的一部分焊道,翻转工件,碳刨清根后焊反面的焊道,再翻转工件,这样如此往复,一般来说,每次翻身焊接三至五道后即可翻身,直至焊满正面的各道焊缝。
同时在施焊时要随时进行观察其角变形情况,注意随时准备翻身焊接,以尽可能的减少焊接变形及焊缝内应力。
另外,设置胎夹具,对构件进行约束来控制变形,此类方法一般适用于异形厚板结构,由于厚板异形结构造型奇特、断面、截面尺寸各异,在自由状态下,尺寸精度难以保证,这就需要根据构件的形状,制作胎模夹具,将构件处于固定的状态下进行装配、定位,焊接,进而来控制焊接变形。
(2)采取合理的焊接顺序。
选择与控制合理的焊接顺序,即是防止焊接应力的有效措施,亦是防止焊接变形的最有效的方法之一。
根据不同的焊接方法,制定不同的焊接顺序,埋弧焊一般采用逆向法、退步法;CO2气体保护焊及手工焊采用对称法、分散均匀法;编制合理的焊接顺序的方针是“分散、对称、均匀、减小拘束度”。
控制变形及减小消除焊接应力的方法一、控制焊接变形的方法1、设计措施(1)选择合理的焊缝尺寸:焊缝尺寸增加,变形随之增大,但是过小的焊缝尺寸将降低结构的承载能力,并使焊接接头的冷却速度加快,热影响区硬度增高,容易产生裂纹等缺陷,因此应在满足结构承载能力和保证焊接质量的前提下,随着板的厚度来选取工艺上可能选用的最小的焊缝尺寸。
(2)尽量减少焊缝数量;适当选择板的厚度,减少肋板数量,从而可减少焊缝和焊接后变形的校正量,如薄板结构件,可用压型结构代替肋板结构,以减少焊缝数量,防止或减少焊后变形。
(3)合理安排焊缝位置:焊缝对称于焊件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴均可减少弯曲变形。
(4)预留收缩余量:焊件焊后纵向横向收缩变形可通过对焊缝收缩量的估算,在设计时预先留出收缩余量进行控制。
(5)留出装焊卡具的位置:在结构上留有可装焊夹具的位置,以便在焊接过程中可利用夹具来控制技术变形。
2、反变形法(1)板厚8~12mm钢板单边V型坡口对接焊,装配时反变形1.5°焊接后几乎无角变形。
(2)工字梁焊后因横向收缩引起的角变形,若采用焊前预先把上、下盖板压成反变形(塑性变形),然后装配后进行焊接,即可消除上、下盖板的焊后角变形。
但是上下盖板反变形量的大小主要与该板的厚度和宽度有关,同时还与腹板厚度和热输入有关。
(3)锅炉、集装箱的管接头都集中在上部,焊后引起弯曲变形所以要借用强制反变形夹紧装置,并配以对称均匀加热的痕迹顺序,交替跳焊法这样采用了在外力作用下的弹性反变形再配合以合理的受热的施焊顺序,焊后基本上可消除弯曲变形。
(4)桥式起重机的两根主梁是由左、右腹板和上、下盖板组成的箱型结构的为提高该梁的刚性,梁内设计有大、小肋板,且这些肋板角焊缝大多集中在梁的上部,焊后会引起下桡弯曲变形。
但桥式起重机技术要求规定,主梁焊后应有一定的上拱度,为解决焊后变形与技术要求的矛盾,常采用预制腹板上拱度的方法,即在备料时,预先使两块腹板留出上拱度。
焊接变形是焊接过程中常见的问题之一,可能会导致焊接件的尺寸偏差、形状变形等问题。
以下是一些防止焊接变形的方法:
1. 预热焊接件:在进行焊接前,可以先对焊接件进行预热,以减少焊接时的热应力和变形。
预热温度和时间应根据材料和焊接方式来确定。
2. 采用合适的焊接方法:不同的焊接方法会产生不同的热影响区域和热应力,因此需要选择适合的焊接方法。
例如,对于较薄的材料,可以采用冷焊接方法,而对于较厚的材料,则可以采用热输入较小的热熔焊等焊接方法。
3. 采用预热夹具:在进行焊接前,可以采用预热夹具对焊接件进行预热,以减少焊接时的热应力和变形。
4. 控制焊接速度和热输入:焊接速度和热输入对焊接变形也有较大的影响。
应根据材料和焊接方式来控制焊接速度和热输入,以减少焊接变形的发生。
5. 采用反变形措施:在焊接完成后,可以采用反变形措施,例如对焊接件进行退火或加热,以消除焊接变形。
同时,也可以采用一些特殊的工艺措施,例如使用支撑物或夹具等,来减少焊接件的变形。
针对焊接变形的原因和种类从焊接工艺上进行改进,可以有效防止和减少焊接变形所带来的危害。
下面,我们主要介绍几种常见的防止焊接变形的方法。
1. 反变形法在焊前进行装配时,预置反方向的变形量为抵消(补偿)焊接变形,这种方法叫做反变形法。
图1所示为8—12mm厚的钢板V形坡口单面对接焊时,采用反变形法以后,基本消除了角变形。
2. 利用装配和焊接顺序来控制变形;采用合理的装配和焊接程序来减少变形,这在生产实践中是行之有效的好办法,如图2(a)所示为一箱形梁,由于焊缝不对称,焊后产生下挠弯曲变形。
解决办法是由两人或四人,对称地先焊只有两条焊缝的一侧,如图2(b)中焊缝1和1然后就造成了如图2 ©的上拱变形。
由于这两条焊缝焊后增加了箱形梁的刚性。
当焊接另一侧的两条焊缝时,如先焊图2(d)中焊缝2和2,最后再焊图2(e)中焊缝3和3,就基本上防止了变形。
有许多结构截面形状对称,焊缝布置也对称,但焊后却发生弯曲或扭曲的变形,这主要是装配和焊接顺序不合理引起的,也就是各条焊缝引起的变形,未能相互抵消,于是发生变形。
焊接顺序是影响焊接结构变形的主要因素之一,安排焊接顺序时应注意下列原则:1)尽量采用对称焊接。
对于具有对称焊缝的工作,最好由成对的焊工对称进行焊接。
这样可以使由各焊缝所引起的变形相互抵消一部分。
2)对某些焊缝布置不对称的结构,应先焊焊缝少的一侧。
3)依据不同焊接顺序的特点,以焊接程序控制焊接变形量。
常见的焊接顺序有五种,即:a.分段退焊法这种方法适用于各种空间的位置的焊接,除立焊外,钢材较厚、焊缝较长时都可以设挡弧板,多人同时焊接。
其优点是可以减小热影响区,避免变形。
每段长应为0.5—1m。
见图2(f) b.分中分段退焊法这种方法适用于中板或较薄的钢板的焊接,它的优点是中间散热快,缩小焊缝两端的温度差。
焊缝热影响区的温度不至于急剧增高,减少或避免热膨胀变形。
这种方法特别适用于平焊和仰焊,横焊一般不采用,立焊根本不能用。
焊接变形控制方法焊接变形是指在焊接过程中,由于焊接热量的作用,导致工件发生变形。
焊接变形不仅影响外观和尺寸精度,还可能导致工件的力学性能降低或破坏。
因此,控制焊接变形是焊接工艺中的一个重要问题。
焊接变形的控制方法可以分为几个方面:1. 选用合适的焊接工艺:合适的焊接工艺可以减小热输入,减少焊接变形。
一般来说,低热输入的焊接方法,如TIG焊、脉冲MIG焊等,会比高热输入的焊接方法,如电弧焊、气焊等,产生更小的变形。
2. 控制焊接参数:控制焊接参数,如电流、电压、焊接速度等,可以调节焊接热量的输入,从而控制焊接变形。
通常需要根据具体情况进行试验和优化,找到一个合适的参数组合。
3. 采用适当的焊接顺序:焊接顺序的选择可以减小残余应力和变形。
一般来说,从中心向两侧对称地焊接,或者采用逆序焊接等方法,可以减小焊接变形。
4. 使用夹具和焊接变形补偿:使用合适的夹具和焊接变形补偿方法,可以在焊接过程中限制工件的变形。
夹具可以限制工件的自由变形,而焊接变形补偿可以根据工件的预期变形,调整焊接过程中的维度和形状。
5. 控制焊接速度和温度:控制焊接速度和温度,可以调节焊接热量的输入和分布,从而减小焊接变形。
通常需要根据材料的热导率和热膨胀系数等参数,合理选择焊接速度和温度。
6. 采用预约束或后约束:预约束是在焊接前施加应力,限制工件的自由变形,后约束是在焊接后施加应力,矫正工件的变形。
通过预约束或后约束,可以控制焊接变形。
总之,焊接变形控制方法的选择应根据具体工作情况进行综合考虑,通过合适的焊接工艺、参数调节、焊接顺序、夹具使用等方法,最终实现对焊接变形的有效控制。
同时,需要注意在实际焊接过程中进行试验和优化,根据实际情况进行调整。
钢结构制造中焊接变形的控制方法
钢结构制造中焊接变形的控制方法主要包括以下几个方面:
1. 设计合理的焊接接头:在设计焊接结构时,尽量采用简化接头、减小接头长度、采用对称结构等措施,以减少焊接变形的可能性。
2. 控制焊接工艺参数:在焊接过程中,控制焊接电流、焊接速度、预热温度等焊接工艺参数,避免产生过大的热影响区,以减小焊接变形的发生。
3. 采用预应力或预拉伸技术:在焊接前对工件进行预应力或预拉伸处理,可以提前消除部分应力,减小焊接变形。
4. 采用适当的焊接顺序:根据焊接结构的形状和尺寸,合理安排焊接顺序,从而控制焊接变形的产生。
5. 使用焊接辅助物:在焊接过程中,使用一些焊接辅助物,如支撑物、夹具等,来固定和支撑工件,减少焊接变形的发生。
6. 焊后热处理:对已焊接的结构进行合适的热处理,如回火、正火等,可以进一步消除残余应力,控制焊接变形。
以上是钢结构制造中控制焊接变形的一些常用方法,通过合理的设计、控制焊接工艺参数和采用适当的辅助措施,可以有效地减小焊接变形的发生。
浅谈焊接结构件焊接变形的控制
焊接是一种常见的金属加工方法,广泛应用于制造业中的各种结构件的制造中。
焊接
过程中会产生焊接变形,严重影响焊接结构件的形状和精度。
如何控制焊接变形成为焊接
技术中的一个重要问题。
焊接变形的产生主要有三个原因:热应力、组织相变和收缩。
焊接过程中,焊接区域
受到高温的热影响,导致焊接区域的材料膨胀,形成一定的热应力。
在焊接过程中,由于
材料的物理状态发生改变,可能会引起组织相变,进而产生焊接变形。
在焊接完成后,焊
缝周围的材料会发生冷却收缩,导致结构件发生变形。
为了控制焊接变形,可以采取以下几种措施。
可以采用后焊加热的方法。
通过在焊接
完成后对焊接区域加热,可以使焊接区域重新达到高温状态,减少焊接变形。
可以选择适
当的焊接顺序。
焊接顺序应该从内向外进行,以减少引起热应力和收缩的影响。
还可以通
过预设焊接变形来控制焊接变形。
预设焊接变形是通过在设计和加工过程中,根据结构件
的形状和要求,预先设置焊接变形的方式。
可以采用剪切焊接或者滚焊接等焊接方法,以
减少焊接变形的产生。
除了以上控制焊接变形的方法外,还可以通过选择合适的焊接工艺参数来控制焊接变形。
可以调整焊接速度、焊接电流和焊接角度等参数,以控制焊接过程中的热应力和收缩。
还可以采用预热和后热处理的方法,通过控制材料的温度分布和组织结构,减少焊接变
形。
简述控制焊接变形的措施工艺措施是指在焊接构件生产制造过程中所采用的一系列措施,将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后矫正措施。
1 焊前预防措施焊前预防主要包括预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。
预变性法或称反变形法是根据预测的焊接变形大小和方向,在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量(反变形量),焊后焊接残余变形抵消了预变形量,使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。
预拉伸法多用于薄板平面构件,焊接时在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下进行的。
焊后,去除预拉伸或加热,薄板恢复初始状态,可有效地降低焊接残余应力,控制焊接变形。
预热的作用在于减小温度梯度,不同的预热温度在降低残余应力的作用方面有一定的差别,预热温度在300℃~400℃时,在钢中残余应力水平降低了30%~50%,当预热温度为200℃时,残余应力水平降低了10%~20%。
刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定,可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。
2 焊接过程控制措施焊接过程控制主要方法有采用合理的焊接方法和焊接规范参数,选择合理的焊接顺序以及采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施。
选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形。
采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施可以降低残余应力和减小焊接变形。
采用随焊两侧加热,横向应变、纵向应变和最大剪切应变的分布更加均匀,变化更加平缓,起到减小焊接残余应力和变形的作用。
随焊碾压法由于设备复杂、使用不便等原因,在生产应用中受到一定的限制,但该方法在提高焊接变形等方面具有理想的效果。
随焊激冷法能够显著地降低残余应力和减少焊接变形。
焊接顺序对焊接残余应力和变形的产生影响较大,在采用不同的焊接顺序时,可以改变残余应力的分布规律,但对残余应力整体幅值的降低作用不大,同时该方法对于控制焊接变形有较大的作用,尤其在多道焊中,作用更加明显。
控制焊接变形的工艺措施一、控制焊接变形的工艺措施1、宜按下列要求采用合理的焊接顺序控制变形:1)对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接,在工件放置条件允许或易于翻身的情况下,宜采用双面坡口对称顺序焊接;对于有对称截面的构件,宜采用对称于构件中轴的顺序焊接。
2)对双面非对称坡口焊接,宜采用先焊深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧、左后焊完深坡口侧焊缝的顺序。
3)对长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用。
4)宜采用反变形法控制角变形。
2、在节点形式、焊接布置、焊接顺序确定的情况下,宜采用熔化极气体保护电弧焊或药芯焊丝自保护电弧焊等能量密度,相对较高的焊接方法,并采用较小的热输入。
3、宜采用反变形法控制角变形。
4、对一般构件可用定位焊固定同时限制变形;对大型板厚构件宜用刚性固定法增加结构焊接时的刚性。
5、对于大型结构宜采取分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接或连接的施工方法。
二、焊后消除应力处理1、设计文件对焊后消除应力有要求时,根据构件的尺寸,工厂制作宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火对焊件消除应力,仅为稳定结构尺寸时可采用震动发消除应力;工地安装焊缝宜采用锤击法消除应力。
2、焊后热处理应符合现行国家标准《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》的规定。
当采用点加热器对焊接构件进行局部消除应力热处理时,应符合下列要求:1)使用配有温度自动控制仪的加热设备,其加热、测温、控温性能应符合使用要求。
2)构件焊缝每侧面加热板(带)的宽度至少为钢板厚度的3倍,且应不小于200mm。
3)加热板(带)以外的构件两侧尚宜用保温材料适当覆盖。
3、用锤击法消除中间焊层应力时,应使用圆头手锤或小型振动工具进行,不应对根部焊缝,盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。
4、用振动法消除应力时,应符合国家现行标准《振动时效工艺参数选择及技术要求》的规定。
防止焊接变形的几种方法
由于焊接变形的产生多数是由于焊接产生的热量不对称,导致的膨胀不一而发生的。
现把防止焊接变形的几种方法整理如下,以供参考:
1.减小焊缝截面积,在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下,尽可
能采取用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。
2.采用热输入较小的焊接方法。
如:CO2气体保护焊。
3.厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。
4.在满足设计要求的情况下,纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采
用间断焊接法。
5.双面均可焊接操作时,要采用双面对称坡口,并在多层焊时采用
与构件中和轴对称的焊接顺序。
6.T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。
7.采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。
8.采用刚性夹具固定法控制焊后变形。
9.采用构件的预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形。
如:H形纵向焊
缝每米可预留0.5~0.7毫米。
10.对于长构件的扭曲。
主要靠提高板材平整度和构件组装精度,使
坡口角度和间隙准确。
电弧的指向或对中准确,以使焊缝角度变形和翼板及腹板纵向变形值与构件长度方向一致。
11.在焊缝较多的构件组焊或结构安装时,要采取合理的焊接顺序。
12.焊接薄板时,采用水中焊接法。
即在水中用保护气体包围熔池,
并由气体将附近的水完全排除,以保证焊接正常进行。
采用此法,固熔池周围的金属及时被水冷却,而将变形量控制到很小的程度(在焊接侧的对面加循环冷却液带走焊接产生的热量)。
13.多段对称的焊接,即焊一段,停一会,到对面焊,停一会。
焊接变形的控制与矫正1、改进焊接设计(1)尽量减少焊缝数量在设计焊缝结构时应当避免不要的焊缝,尽量选用型钢、冲压件代替焊接件、以减少肋板数量来减少焊接和矫正变形的工作量。
(2)合理选择焊缝形状及尺寸对于板厚较大份额对接接头应选X型坡口代替V型坡口。
减少熔敷金属总量以减少焊接变形。
在保证有足够能力的条件下,应尽量选用较小的焊缝尺寸。
对于不需要进行强度计算的T形接头,应选用工艺上合理的最小焊脚尺寸。
并且采用断续焊缝比连续焊缝更能减少变形。
当按设计计算确定T形接头角焊缝时,应采用连续焊缝,不应采用与之等强的断续焊缝,并应采用双面连续焊缝代替等强度的单面连续焊缝,以减小焊角尺寸。
对于受力较大的T形或十字接头,在保证相同强度的条件下,应采用开破口的角焊缝,这样比一般角焊缝可大大减少焊缝金属、减少焊缝变形量。
(3)合理设计结构形式及焊缝位置 设计结构时应考虑焊接工作量最小以及部件总装时的焊接变形量最小。
对于薄板结构,应选合适的板厚、减少骨架间距及焊角尺寸,以提高结构的稳定性、减少波浪变形。
此外,还应尽量避免设计曲线形结构。
因为采用平面可使固定状态下的焊接装备比较简单,易于控制焊接变形。
由于焊缝的横向收缩通常比纵向收缩显著,因此应尽量将焊缝布置在平行于要求焊接变形量最小的方向。
焊缝的位置应尽量靠近截面中心轴,并且尽量对称于该中心轴,以减少结构的弯曲变形。
2、采取工艺措施(1)反变形焊前将构件装配成具有与焊接变形相反方向的预先反变形。
反变形的大小应以能抵消焊后形成的变形为准。
这种预制的反变形可以是弹性的、塑性的或弹塑性的。
(2)刚性固定将构件加以固定来限制焊接变形,对于刚度小的结构,可以采用胎卡具或临时支承等措施,增加该结构在焊接时的刚度,以减少焊接变形量。
结构的刚度越大,利用刚性固定法控制弯曲变形的效果较差,而对角变形及波浪形较为有效。
这种方法虽然可以减少焊接变形,但同时却又增加了焊接应力。
(3)选用合理的焊接方法及焊接参数选用能量密度较高的焊接方法,可以减少焊接变形。
浅谈控制焊接变形措施
摘要:为保证钢结构施工中的质量控制得到很好的解决,在钢结构施工中,要严格对每一步工序规范管理,做到步步落实到位。
文章根据笔者多年的施工经验总结了钢结构施工前、施工过程中需要重点关注的环节,确保了钢结构施工质量和安全。
关键词: 钢结构焊接变形控制措施
前言
随着我国经济的高速发展,钢结构建筑越来越多的广泛应用工业建筑上。
相对于混凝土结构,钢结构具有经济性、施工周期、承载能力、造价、抗震性、大空间及平面布置、移动性、美观性、抗腐蚀性和耐火性等特点。
钢结构施工中,通常采用的连接方式就是焊接和铰接,而焊接变形则是钢结构施工中的难点和重点之一,根据笔者从事多年的钢结构施工经验,本文重点介绍焊接变形的控制措施。
引起焊接变形的原因
(1)焊接时焊件不均匀加热
焊接后,在焊缝以及焊缝附近金属受拉应力,离焊缝较远处的金属受压应力。
(2)熔敷金属的收缩
焊缝金属在凝固与冷却的过程中,体积要发生收缩,使焊件产生收缩与内应力。
(3)金属组织的变化
金属加热到很高的温度并随后冷却下来,金属内部组织要发生变化。
由于各种组织的比容不同,收缩的程度也不一样。
(4)焊件的刚性
焊件的刚性本身限制了焊件在收缩过程中的变形,刚性不同的焊接结构,焊后变型的大小不同。
(5)焊件的装配间隙、对口质量
装配间隙过大,会使焊缝金属的填充量增大,引起的焊接变形就大。
防止变形的措施
(1)反变形法
对于单面角焊缝而言,此种方法比较有效。
利用装配与焊接顺序来控制变形
(2)双人对称焊接法
此种方法可以有效的减小角变形,同时,可以减小相对于对称轴的平面内变形,吊车梁可以采用此种焊接方法。
(3)刚性固定法
焊接之前加大焊件的刚性,构件焊后的变形可以减小。
增大刚性的方法有:夹具、支撑、临时点固在刚性平台上。
焊后拆除固定,仍有少许的焊接变形。
由于焊件不能自由变形,焊后残余应力较大,对于重要的部位,要经过焊后去应力处理。
(4)锤击焊缝法
锤击使金属塑性变形,减少焊接应力与变形。
敲击时必须均匀,
敲击最好在热状态下进行。
注意不能在金属的兰脆温度下锤击。
焊接变形的矫正
(1)机械校正法
其原理是将较短的部分伸展,并使之与尺寸较长的部分相适应,恢复到所要求的形状。
用h型钢矫直机进行角变形矫正,就是典型的机械矫正法。
(2)火焰矫正法
其原理与机械矫正法相反,利用受热部分的压缩塑性变形来达到目的。
为了防止金属的过烧,加热温度不应超过850度,温度过低时,生产效率不高。
禁止用水急冷受热区,这样会使金属变脆。
实践证明:火焰校正的效果与工件加热后的冷却速度关系不大,用水急冷仅仅会增加冷却速度。
火焰加热的方法通常采用以下三种:
焊接应力的降低与消除
(1)合理的焊接顺序
收缩量大的焊缝应当先焊,因为先焊的焊缝收缩时受到的阻力较小。
h型钢拼接时,应先焊接腹板对接焊缝,再焊接翼缘板对接焊缝。
在焊接腹板焊缝时,翼缘板处于自有状态;如果先焊接翼缘板焊缝,则腹板处于限定状态,腹板焊接之后,会产生很大的内应力。
采用小组立与大组立相结合的顺序,可以有效降低整体刚度对
焊接自由收缩之影响。
以屋架组焊为例,先将弦杆、腹杆进行组焊,使焊接收缩自由完成,然后再进行整体组焊。
(2)冷焊法
冷焊法的原则是整个结构的温度分布尽可能均匀,具体的方法有:采用小直径焊条;用较低的焊接规范;每次焊接的焊缝短些;焊接环境温度尽可能提高。
针对本项目,采取了如下措施:
平台板焊接用φ2.0或3.2的焊条进行焊接;焊接电流尽量采用适用电流的下限;尽量采用气体保护焊进行焊接,尽量减小焊接线能量;本项目的焊接施工的主要工作量集中于夏秋季度,可以保证较高的焊接环境温度。
(3)预热法
预热的目的:焊接部分的金属和周围基本金属的温度差减小,达到较均匀的同时冷却,以减小焊件的内应力,是生产过程中采用最普遍的方法。
吊车梁焊接时,应对主焊缝区域进行预热,预热的温度控制在150摄氏度以下,不同的板厚,预热的温度取值也不一样。
(4)热处理
本工程主要应用热塑性法,在焊缝两侧b=20δ(b为焊缝两侧加热中心距离,δ为板厚)。
造就一个新的应力状态,使原来的焊缝受到拉伸应力作用,这种拉伸应力会使焊缝产生拉伸塑性变形,以补偿焊缝在焊接冷却过程中所积累的压缩塑性变形,从而减小了焊
接残余应力。
热处理的加热过程如下:
自由加热,温度达到 315摄氏度以后,开始以55~200摄氏度/小时的速度进行升温。
温度达到650摄氏度以后,开始进行保温工作,保温时间为1小时。
冷却速度不能超过260摄氏度/小时,当冷却到315摄氏度时,开始在空气中冷却。
4 结语
钢结构工程质量难以保证的原因有很多,也很复杂。
既有工艺不当和违反工艺操作造成的问题 ,也有施工人员的技术水平和责任心造成的问题。
以上介绍的钢结构焊接变形的控制要点是最常见的问题集中点 ,需要施工管理、技术与具体施工人员格外重视 ,才能保证钢结构钢结构施工的整体质量。
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注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。