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焊接會變形原因是什么?

2020-09-19 16:08:54
梁新瓊
原創(chuàng)
4179

在焊接過程中對焊件進行了局部的、不均勻的加熱是產生焊接應力及變形的原因。焊接時焊縫和焊縫附近受熱區(qū)的金屬發(fā)生膨脹,由于四周較冷的金屬阻止這種膨脹,在焊接區(qū)域內就發(fā)生壓縮應力和塑性收縮變形,產生了不同程度的橫向和縱向收縮。由于這兩個方向的收縮,造成了焊接結構的各種變形。

影響焊接結構變形的因素
1)焊縫截面積的影響:焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積,焊縫面積越大,冷卻時收縮引起的塑性變形量越大。


2)焊接熱輸入的影響:一般情況下,熱輸入大時,加熱的高溫區(qū)范圍大,冷卻速度慢,使接頭塑性變形區(qū)增大,不論對縱向、橫向或角變形都有變形增大的影響。但在表面堆焊時,當熱輸入增大到一定程度時,由于整個板厚溫度趨近,因而即使熱輸入繼續(xù)增大,角變形不再增大,反而有所下降。

3)工件的預熱、層間溫度影響:預熱溫度和層間溫度越高,相當于熱輸入增大,使冷卻速度減慢,收縮變形增大。

4)焊接方法的影響:在建筑鋼結構焊接常用的幾種方法中,除電渣焊以外,埋弧焊熱輸入較大,在其他條件如焊縫面積等相同情況下,收縮變形較大。手工電弧焊熱輸入居中,收縮變形比埋弧焊小。CO2氣體保護焊熱輸入較小,收縮變形響應也較小。

5)焊縫位置對變形的影響:由于焊縫位置在結構中不對稱,焊縫位置不對稱等將引起各種變形。

6)結構的剛性對焊接變形的影響:結構的剛性大小,主要取決于結構的形狀和其截面大小,剛性較小的結構,焊接變形大;剛性大的結構,焊后變形較小。

7)裝配和焊接規(guī)范對焊接變形的影響:由于采取的裝配方法不同,對結構的變形也有影響。整體裝配完再進行焊接,其變形一般小于邊裝配邊焊接。

防止焊接變形的措施
1、熱調整法

減少焊接熱影響區(qū)的寬度,降低不均勻加熱的程度,都可以減少焊接變形。

1)采用能量高的焊接方法,如用二氧化碳氣體保護焊代替焊條電弧焊。

2)多層焊代替單層焊。

3)用小直徑焊條代替大直徑焊條。

4)用小電流快速不擺動焊代替大電流慢速擺動焊。

2、剛性固定法

一般剛性大的工件,焊后變形都較小。如果焊接之前能加大工件的剛性,工件焊后的變形就可以減小,這種防止變形的措施稱為剛性固定法。加大剛性的辦法有夾具、支撐、使用專用胎具、臨時將工件點固定在剛性平臺上、采用壓鐵等。

3、強制冷卻法

采取強制冷卻來減少受熱區(qū)的寬度,能達到減少焊接變形的目的。

1)將焊縫四周的工件浸在水中。

2)用銅塊增加工件的熱量損失。

4、焊前預熱法

對于焊接性較差的材料,如中碳鋼、鑄鐵等通常采用預熱來減少焊接變形。

5、控制順序法

同樣的焊接結構,如果采用不同的焊接順序,產生的焊后變形則不相同。采用對稱的焊接順序采取對稱的焊接順序,能有效地減少焊接變形。

(2)長焊縫的焊接順序長焊縫焊接時,應采取對稱焊、逐步退焊、分段逐步退焊、跳焊等焊接順序。

(3)先焊收縮量大的焊縫因為對接焊縫比角焊縫的收縮量大,如果一個結構中既有對接焊縫,又有角焊縫,則應先焊對接焊縫,后焊角焊縫。
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