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焊接应力与变形

更新时间:2016/6/1  点击数:1355


焊接过程会使焊件产生应力,从而引起变形,甚至裂纹。如果变形严重而又无法矫正,就会使焊件报废。因此,在设计和制造焊接结构时,应尽力防止产生超过允许数值的变形量和尽量减少焊接应力。如今有了豪克能焊接应力消除设备,可以专门针对焊缝进行处理,百分百消除焊接残余应力。

1、焊接应力和变形产生的原因焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀的加热,是产生焊接应力和变形的根本原因。

当焊接材料因刚性不足,承受不了焊接应力就会产生变形,通过变形来削弱应力。如果焊接应力超过焊接材料的强度极限,焊接件不仅发生变形,而且还会产生裂纹。尤其是低塑性材料更易开裂。

2、焊接变形的基本形式焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。*常见的如图5—6所示,或者是这几种形式的组合。

收缩变形构件焊接后,纵向和横向尺寸缩短的变形。这是由于焊缝纵向和横向收缩所引起的。

角变形V(U)形坡口对接焊时,由于焊缝截面形状上下不对称,焊后收缩不均而引起角变形。

弯曲变形T形梁和单边焊缝焊接后,由于焊缝布置不对称,纵向收缩引起的弯曲变形。

波浪形变形焊接薄板结构时,由于薄板在焊接应力作用下丧失稳定性而引起波浪形变形。

扭曲变形由于焊缝在构件横截面上布置的不对称或焊接过程不合理,使工件产生扭曲变形。

3、防止和减少焊接变形的措施要防止和减少焊接变形,主要从焊接结构设计和焊接过程两方面来采取措施。

①合理设计焊接构件在保证结构有足够承载能力情况下,尽量减少焊缝数量、焊缝长度及焊缝截面积;要使结构中所有焊缝尽量处于对称位置。厚大件焊接时,应开两面坡口进行焊接,避免焊缝交叉或密集。尽量采用大尺寸板料及合适的形钢或冲压件代替板材拼焊,以减少焊缝数量,减少变形。

②采取必要的技术措施反变形法反变形法指经过计算或凭实际经验预先判断焊后的变形大小和方向,或焊前进行装配时,将焊件安置在与焊接变形方向相反的位置。或在焊前使工件反方向变形,以抵消焊接后所发生的变形。

加裕量法加裕量法是焊前对焊件加放0.1%-0.2%的收缩量,以补充焊后的收缩。

刚性夹持法刚性夹持法是采用夹具或点焊固定等手段来约束焊接变形。此种方法能有效防止角变形和薄板结构的波浪形变形。刚性夹持法只能适用于塑性较好的一些焊接材料,且焊后应迅速退火处理以消除内应力,对塑性差的材料,如淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用,否则,焊后易产生裂纹。

选择合理的焊接顺序合理选择焊接顺序能大大减小变形。如构件的对称两侧都有焊缝,应该设法使两侧焊缝的收缩量能互相抵消或减弱。

4、焊接变形的矫正方法在焊接生产中,焊前即使采用了预防变形的措施,但焊后仍可能产生超过允许值的变形,为确保焊件的形状和尺寸要求,需要对已产生变形进行矫正。焊接变形的矫正实质上就是使焊件结构产生新的变形,以抵消焊接时已产生的变形。生产中常用的矫正方法有:

①机械矫正法②火焰加热矫正法

5、减少与消除焊接应力的措施焊接时,工件不可避免地要产生内应力。当焊缝及焊件金属的塑性较好时,如低碳钢结构件,焊接应力的危害是不大的。

①选择合理的焊接顺序。

②焊前预热。

③加热“减应区”在焊接结构上选择合适的部位加热后再焊接,可大大减少焊接应力。

④焊后热处理。

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