浅谈焊接过程中的变形成因及对策
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焊接中出现的问题和解决方案
《焊接中的问题及解决方案》
在焊接过程中,往往会出现各种各样的问题,影响焊接质量和效率。
下面列举几种常见的问题及相应的解决方案。
1. 焊接变形
当焊接过程中受热变形产生时,可能会使得焊接接头不符合设计规定。
解决方法是在焊接过程中采用适当的焊接顺序和焊接方法,以减小变形量。
2. 焊缝气孔
气孔是焊接中常见的缺陷,可能会降低焊接接头的强度和密封性。
解决方法是在焊接前要彻底清除工件表面和焊料上的杂质,并严格控制焊接参数,以减少气孔的产生。
3. 焊接裂缝
焊接裂缝可能是由于焊接残留应力引起的。
解决方法是在焊接前进行应力分析,采用适当的焊接序列和焊接量,以减少应力集中和裂缝的产生。
4. 焊接材料不相容
在焊接不同种类的材料时,可能会出现材料不相容的问题。
解决方法是在选材时要严格按照焊接要求来选择材料,并采用合适的焊接方法和工艺,以确保焊接接头的质量。
总之,焊接中的问题是多种多样的,需要根据具体情况来采取
相应的解决方法。
只有不断积累经验、改进技术,才能够提高焊接质量和效率。
浅谈焊接过程中的变形成因及对策与措施随着我国焊接工艺的快速发展,其应用范围越来越广泛,比如既可以应用于金属材料的焊接,又可以用于非金属材料的焊接,从而有效推动了我国工业发展的步伐。
但是,在焊接的过程中,常常会出现变形问题,从而严重影响了加工件的质量,不利于后期的工业生产活动,而且还造成了一定的损失。
因此,我們必须要研究加工件焊接过程中导致变形的原因,然后采取有力的措施加以解决。
标签:焊接;变形;成因一、焊接过程中产生变形的原因在焊接的过程中,导致变形现象发生的原因有很多,我们必须要分析各种原因,了解清楚产生变形的影响因素,然后才能对症下药,采取有力的措施加以防范。
具体来讲,加工件在焊接过程中出现变形的原因有以下几种。
1.加工件本身的问题加工件在焊接的过程中出现变形问题,一部分原因是加工件自身存在的问题。
2.界面和尺寸问题从加工件的刚度表现来看,比如钢结构,其刚度一般都是体现在抗伸、抗拉、弯曲等几个方面的能力,而这几个方面的能力均受到截面和尺寸大小的影响。
比如在焊接的过程中,如果桁架的横截面没有达到相应的规范,那么就会产生纵向变形的情况;再比如在焊接的过程中,如果遇到丁字形等形状的截面,钢结构也会因为其抗弯刚度不符合要求,最终出现弯曲变形的情况。
3.加工件的刚度问题在某些加工件的焊接过程中,由于加工件的刚度不符合要求,经过相关的焊接处理后,在加工件的焊缝布置上出现了严重不均匀的情况,从而就导致出现比较严重的收缩情况,特别是在那些焊缝比较多的地方,其出现的变形程度就会随之增多。
4.焊接工艺问题加工件的焊接过程出现变形,除了其自身的原因之外,具体的焊接工艺也是原因之一。
比如在焊接的过程中,由于人们没有将电流控制到位,直接导致加工件受热不均匀,最终就出现了焊接变形的情况;再比如在处理多层的钢板焊接时,一般情况下,对于每一层的焊接缝来讲,其所需要的收缩量都是不一样的,如果层数太多的话,最终发生变形的几率也就更大。
焊接变形原因分析及其防止措施摘要:本文重点对常见焊接变形的原因进行分析,并根据原因分别从设计和工艺两个方面论述防止变形的措施。
关键词:焊接变形原因分析防止措施随着新材料、新结构和新焊接工艺的不断发展,有越来越多的焊接应力变形和强度问题需要研究。
焊接变形在焊接结构生产中经常出现,如果构件上出现了变形,不但影响结构尺寸的准确性和外观美观,而且有可能降低结构的承载能力,引起事故。
同时校正焊接变形需要花费许多工时,有的变形很大,甚至无法校正,造成废品,给企业带来损失。
因此掌握焊接变形的规律和控制焊接变形具有十分重要的现实意义。
一、焊接变形种类生产中常见的焊接变形主要有纵向收缩变形、横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形、螺旋变形。
这几种变形在焊接结构中往往并不是单独出现,而是同时出现,相互影响。
在这里重点对生产中经常出现的纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、错边变形进行分析。
二、焊接变形原因分析1.纵向收缩变形。
焊接时,焊缝及其附近的金属由于在高温下自由变形受到阻碍,产生的压缩性变形,在平行于焊缝的变形称之为纵向收缩性变形。
焊缝纵向收缩变形量可近似的用塑性变形区面积S来衡量,变形区面积S于焊接线能量有直接关系,焊接线能量越小,S越小,反之S越大。
同样截面的焊缝可以一次焊成,也可以分几层焊成,多层焊每次所用的线能量比单层焊时小得多,因此每层焊缝产生的塑性变形区的面积S比单层焊时小,但多层焊所引起的总变形量并不等于各层焊缝的总和。
因为各层所产生的塑性变形区面积和是相互重叠的。
从上述分析可以看出多层焊所引起的纵向收缩比单层焊小,所以分的层数越多,每层所用的线能量就越小,变形也越小。
2.横向收缩变形。
横向收缩变形是指垂直于焊缝方向的变形,焊缝不但发生纵向收缩变形,同时也发生横向收缩变形,其变形产生的过程比较复杂,下面分几种焊缝情况来分析。
2.1堆焊和角焊缝。
首先研究在平板全长上对焊一条焊缝的情况。
当板很窄,可以把焊缝当作沿全长同时加热,采用分析纵向收缩的方法加以处理。
常见焊接变形的影响因素及预防措施摘要本文介绍了常见焊接变形的种类、焊接变形的影响因素以及预防焊接变形的基本措施。
关键词焊接变形;焊接变形种类;影响因素;预防措施0 引言焊接变形是焊接结构生产中经常出现的问题,它不但影响焊接结构的尺寸准确和外形美观,而且有可能降低结构的承载能力,引起事故。
当结构件上出现了焊接变形时,就需要花许多工时去矫正。
比较复杂的变形,矫正的工作量可能比焊接工作量还要大。
当变形太大,无法矫正时,就造成了废品。
因此了解和掌握焊接变形的种类、影响因素和规律对控制焊接变形具有十分重要的现实意义。
1 焊接变形的定义及分类焊接变形是由于焊接时在金属构件中产生不均匀温度场所造成的内应力达到材料的屈服限,使局部区域产生的塑性变形。
当温度恢复到原始的均匀状态后,在构件内就产生了新的内应力,这种内应力是温度均匀后残存于构件中的,所以称为残余应力,由此产生的焊接变形就称为焊接残余变形。
焊接变形一般按照变形的特点分为以下7类:1)纵向收缩变形,即构件焊后在焊缝方向发生收缩;2)横向收缩变形,即构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩;3)挠曲变形,构件焊后发生挠曲,这种挠曲可由焊缝的纵向收缩引起,也可由焊缝横向收缩引起;4)角变形,即焊后构件的平面围绕焊缝产生了角位移;5)波浪变形。
焊后构件出现波浪形状,这种变形在薄板焊接时最容易发生;6)错边变形。
在焊接过程中,两焊接件的热膨胀不一致,可能引起长度方向上的错边,也可能引起厚度方向上的错边;7)螺旋变形。
焊后结构件出现类似麻花、螺旋形的扭曲。
2 焊接变形的基本规律及影响因素2.1 纵向收缩变形以及由它所引起的挠曲变形纵向收缩变形量的大小主要取决于构件的长度、截面积和压缩塑性变形的大小。
而压缩塑性变形与焊接参数、焊接方法、焊接顺序以及材料的热物理参量有关。
在这些工艺因素中,焊接线能量(Q=q/v,q为能量,v为焊接速度)是主要的。
在一般情况下,纵向收缩变形与焊接线能量成正比的关系。
焊接变形的原因及控制方法焊接变形是指焊接过程中产生的结构形状、尺寸和应力的改变。
变形对于焊接结构的质量和使用寿命都具有重要影响,因此需要采取控制措施来减少焊接变形。
1.熔融区的体积收缩:在焊接中,熔融区的温度升高,熔化的金属液体会发生体积收缩。
当焊接过程中发生多次的局部加热和熔化,熔融区收缩现象将会导致焊接件变形。
2.焊接应力:焊接过程中形成的焊接应力是导致焊缝及周边材料变形的重要原因。
焊接引起的应力主要有热应力和残余应力两种。
3.材料的热物理性质差异:焊接过程中,不同材料的热膨胀系数和热传导系数的差异也会导致焊件变形。
为了控制焊接变形,可以采取以下方法:1.合理设计焊接结构:通过合理设计焊接结构,可以减轻焊接变形产生的程度。
例如,在设计焊接结构时可以采用对称组织,增加长交叉焊缝间的连接来减轻焊接变形。
2.使用焊接工艺参数:调整焊接工艺参数,如焊接速度、焊接电流和电压等,可以减少焊接变形。
例如,在焊接速度控制方面,可以采用逆向焊接、速度波动焊接和脉冲焊接等方法来减少焊接变形。
3.采用预应力:对焊接材料进行预应力处理可以减少焊接变形的产生,常见的方法有热拉伸和压力留置法。
4.使用夹具和支撑物:采用夹具和支撑物对焊接结构进行支撑和固定,可以减少焊接变形的产生。
夹具可以限制材料的收缩和变形,支撑物能够提供必要的支撑力和刚度。
5.控制焊接热输入:通过控制焊接热输入来减少焊接变形。
可以采用分段焊接、小电流多道焊、局部加热等方法来降低焊接区域的温度梯度。
总之,焊接变形是焊接过程中难以避免的问题,但通过合理的设计和控制参数的调整,可以有效减少焊接变形的产生,提高焊接结构的质量和可靠性。
焊接变形原因及控制方法焊接是一种常见的金属连接方法,但在实际应用中,我们常常会遇到焊接件变形的问题。
本文将探讨焊接变形的原因以及控制方法,帮助读者更好地理解和解决这一问题。
一、焊接变形的原因1. 焊接过程中的温度梯度:焊接时,焊缝区域受到高温的加热,而其它部位则保持较低的温度。
这种温度梯度会导致焊接件产生热应力,从而引起变形。
2. 残余应力的存在:焊接后,冷却过程中会产生残余应力。
这些应力会引起焊接件的变形,尤其是在焊接接头附近。
3. 材料的物理性质:不同材料在焊接过程中会由于热影响区域的不同导致不同的变形情况。
例如,具有较高热膨胀系数的材料在焊接后更容易发生变形。
二、焊接变形的控制方法1. 优化焊接工艺:通过合理安排焊接顺序、增加焊缝长度等方式来减小温度梯度,从而降低焊接变形的发生。
2. 使用预应力技术:在焊接过程中引入预应力,可以通过反向应力来抵消残余应力,从而减小焊接件的变形。
3. 控制焊接变形方向:合理预测焊接变形的方向,并采取相应的措施来控制变形。
例如,在设计中合理选择焊接结构和间隙,减小焊接残余应力对结构的影响。
4. 应用补偿技术:通过在焊接过程中进行额外的加工,例如机械加工或热处理等,来消除或减小焊接变形。
5. 使用支撑和夹具:通过设置支撑物或夹具来限制焊接件的变形,保持其形状和位置。
6. 使用适合的焊接方法:不同的焊接方法具有不同的变形控制效果。
在实际应用中,应根据具体情况选择适当的焊接方法,以减小焊接变形。
三、小结焊接变形是焊接过程中常见的问题,其产生原因主要包括温度梯度、残余应力和材料的物理性质。
为了控制焊接变形,我们可以通过优化焊接工艺、使用预应力技术、控制变形方向、应用补偿技术、使用支撑和夹具以及选择适合的焊接方法等方式进行控制。
只有在理解了焊接变形的原因并采取相应的措施后,我们才能更好地解决这一问题,并获得满意的焊接结果。
通过本文的探讨,相信读者对焊接变形的原因及其控制方法有了更深入的了解,这将有助于在实践中更好地应对焊接变形问题。
浅谈焊接过程中的变形成因及对策
在工业生产中,焊接作业特别是手工业电弧作业作为制造、修理的一种重要的工艺方法得到越来越广泛的运用。
同时,由于手工电弧焊自身的焊接特点必然引起其焊接变形较大,如不对其变形的原因进行分析并针对其成因提出有效对策,必将给生产带来极大的危害。
焊接接头包括焊缝和热影响区两部分金属。
焊缝金属是由熔池中的液态金属迅速冷却、凝固结晶而成,其中心点温度可达2500℃-1500℃之间。
金属结构内部由于焊接时不均匀的加热和冷却产生的内应力叫焊接应力。
由于焊接应力造成的变形叫焊接变形。
在焊接过程中,不均匀的加热,使得焊缝及其附近的温度很高,而远处打部分金属不受热,其温度还是室内温度。
在这样,不受热的冷金属部分便阻碍了焊缝及近缝区金属的膨胀和收缩;因而冷却后,焊缝就产生了不同程度的收缩和内应力,就造成了焊接结构的各种变形。
金属内部焊接应力与变相的根本原因。
在焊接过程中焊件将发生变形,随着变形的产生,焊件内的应力状态也发生了变化,而焊完并冷却后所留下的变形和应力不是暂时的而是残余的,通常焊件的残余变形和应力是同时存在的,但在一般焊接结构中残余变形的危害性比残余应力大得多,它使焊件或部件的尺寸改变而无法组装,使整个构建丧失稳定而不能承受载荷,使产品质量大大下降,而校正却要消耗大量的经历和物力,有时导致产品报废。
同时焊接裂缝的产生往往也和焊接残余变形和应力有着密切的关系,有的金属由于焊后产生了残余应力而使得使用性能大大下降,从而对这类金属的焊接件产生造成工艺上的大量困难,因此,在制造焊接结构时,必须充分了解焊接时应力发生的机理和焊后决定工件变形的基本规律,以控制和减少它的危害性。
(一)影响焊接结构变形的主要因素有:
1.焊缝在结构中的位置;
2.结构刚性的大小;
3.装配和焊接顺序;
4.焊接规范的选择。
(二)焊接变形的种类有:
1.纵向收缩和横向收缩:在焊接长度方向上的收缩称纵向收缩,而在垂直于焊缝纵向的收缩称横向收缩。
由于这种收缩,便使焊件发生了变形。
2.角变形;
3.弯曲变形;
4.波浪变形;
5.扭曲变形。
(三)、从焊接工艺上分析,影响焊缝收缩量的因素有:
用手工电弧焊接长焊缝时,一般采用焊前沿焊缝进行点固焊。
这不仅有利于减小焊接变形,也有利于减小焊接内应力。
焊接工艺中影响焊缝收缩量的因素有:
1.线膨胀系数大的金属材料,其变形比线膨胀系数小的金属材料大;
2.焊缝的纵向收缩量随着焊缝长度的增加而增加;
3.角焊缝的横向收缩比对接焊缝的横向收缩小;
4.间断焊缝比连续焊缝的收缩量小;
5.多层焊接时,第一层引起的收缩量最大,以后各层逐渐减小;
6.在夹具固定条件下的焊接收缩量比没有夹具固定的焊接收缩量小,约减少40%-50%;
7.焊脚等于平板厚度的丁字接头,角变形量较大。
通过以上分析,我们基本了解了焊接变形的原因及变形的种类,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焊接变形,这在生产实践
中是行之有效的好办法,一箱形梁,由于焊缝不对称,焊后产生下绕弯曲变形。
解决办法是
由两人或四人,对称地先焊只有两条焊缝一侧,焊缝造成了上拱变形。
由于这两条焊缝后增
加了箱形梁的刚性,当焊接另一侧的两条焊缝时,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互相抵消一部分。
(2)对某些焊缝布置不对称的结构,应先焊缝少的一侧。
(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:这种方法特别适用于各种空间的位置的焊接,除立焊外,钢材较厚、焊缝较长时候时间都可以设挡弧板,多人同时焊接,其有点是可以减小热影响区,避免变形。
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,他的有点是中间散热快,
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,衡焊一般不采用,立焊根本不能用。
c、跳焊法:这种方法除立焊外,平焊、衡焊、仰焊三种方法都适用,多用在6-12mm厚钢板的长焊缝和铸铁、不锈钢、铜的焊接上,可以分散焊缝热量,避免或减小变形。
d、交替焊法:这种焊法和跳焊法
基本相同,只是每段焊接距离拉长,特别适用于薄板和长焊缝。
e、分中对称法:这种方法
适用于焊缝较短的焊件,为了减小变形,由中心分两端一次焊完。
3.刚性固定法:刚性固定法减小变形很有效,且焊接时不必过分考虑焊接顺序。
缺点是
有些大件不一固定,且焊后撤除固定后,焊件还有少许变形和较大的残余应力。
这种方法适
用于焊接厚度小于6mm及韧性较好的薄壁材料。
如果与反变形法配合使用则效果更好。
对
于形状复杂,尺寸不大,又是成批生产的焊件,可设计一个能够转动的专用焊接胎具,既可
以防止变形,又能提高生产率。
当工作较大,数量又不多时,可在容易发生变形的部位临时焊上一些支撑或拉杆,增加
工件的刚性,也能有效的减少焊接变形。
4.散热法:散热法又称强迫冷却法,即将焊接处的热量速度散走,使焊缝附近的金属受
热面大大减少,达到减小焊接变形的目的。
常用于表面推焊和焊补。
用紫铜作散热垫,有的
还钻孔通冷却水,这些垫板越靠近焊缝效果越好。
但散热法比较麻烦。
5.锤击焊缝法:锤击焊缝法,即用圆头小锤对焊缝敲击,可减少焊接变形和应力。
因此
对焊缝适当锻延,使其伸长来补偿这个缩短,就能减小变形和应力。
钢架焊接的关键问题,是如何保证强度和防止变形。
从工艺上保证强度适应载荷的变化,其变形量不致影响安装和使用的要求,因此:
1.焊接的高度和长度,要按图施工。
装配误差要小,坡口要清理干净。
2.钢架的焊接一般先焊腹杆与节点板之间的焊缝,然后再焊上、下弦与节点板之间焊缝,焊接顺序不应集中。