焊接时如何防止变形
A. 不锈钢在焊接过程中,如何防止变形
可通过以下方法和措施进行变形控制:
在不锈钢焊接设计时,尽可回能地减小焊缝尺寸和焊缝数量答;保证焊缝同不锈钢焊接件同构件的中轴线对称,且焊接缝位置尽可能地靠近构件中轴线和避免焊缝过度集中分布;当不锈钢构件焊接缝较多时应科学合理地安排焊接顺序,对于那些长构件的扭曲,可通过提高构件组装精度以及钢板平整度等方式校准间隙和坡口角度;为能够保证腹板翼板纵向变形、焊缝角度变形与构件长度方向一致,应在保证电弧指向或对中准确的基础上采用构件预留长度法来补偿焊缝纵向收缩变形;采用焊前反变形方法来控制焊后的角变形;采用开坡口角对接焊缝来应对型接头板厚较大问题;当双面都能够焊接操作时, 可采用双面对称坡口;当采用多层焊时, 可采用与构件中和轴对称的焊接顺序;优先采用热输入量比较小的二保焊焊接方法,这样才有效减少焊接面积,保证焊缝完整性
B. 在焊接过程中,如何减小焊接变形
减小焊接残余变形的工艺措施
(1)反变形法
焊接前装配时根据经验预估变形的大小,给构件一个与焊接变形方向相反的变形,以此与焊接变形相抵消,使结构在焊接后能达到技术要求。反变形有两种方法:①塑性反变形;②弹性反变形。在实际生产中,弹性反变形比塑性反变形更可靠些。因为即使弹性反变形的预应变量不够准确,也总是可以减小角变形。若采用塑性反变形,所选取的塑性预弯量必须非常精确,否则得不到良好的效果。
(2)在外拘束条件下焊接
将焊件刚性固定在夹具中,以限制构件在焊接过程中产生变形。对减小焊件的角变形有很好的效果,可使焊接变形减少,但焊接应力较高。
(3)合理选择焊接方法和焊接规范
为减小焊接变形,应尽可能采用高能量密度的焊接方法。如电子束焊、激光焊接、窄间隙焊接等。它们有较低的焊接线能量,焊接变形极小。在一般生产中,CO2气体保护焊来取代手工电弧焊,不但效率高,而且还能明显地减小焊接变形。焊接薄板时,可采用钨极脉冲氩弧焊或电阻焊,缝焊,都可防止压曲变形。
如果在生产中没有条件采用低线能量的方法,又不降低焊接规范时,可采用直接水冷或采用水冷铜块来改变热场分布,以达到减小变形的目的。但是对于淬硬性高的金属材料,此方法慎用。
(4)选择合理的装配焊接顺序和焊接方向
装配焊接顺序的设计,主要考虑先期焊缝产生的焊接应力和变形对后续焊缝的影响,还要考虑后续焊缝产生的应力和变形是怎样与先期焊缝的影响相互作用的。实践证明,正确选择装配焊接顺序,是防止焊接变形的有力措施。
在生产中通常采用以小拼大的焊接结构进行生产,先焊成若干部件和组件,然后装配焊接成整体结构。由于焊件的装配和焊接顺序不同,在生产过程中结构刚性的递增以及对焊接变形的影响也不相同,因此要对其进行分析比较,选择变形最小的合理装配焊接顺序。
一般情况下,应先焊收缩量大的焊缝,后焊收缩量小的焊缝。当同时存在对接焊缝和角焊缝时,一般应先焊对接焊缝,后焊角接焊缝;当同时存在横向焊缝和纵向焊缝时,应先焊横向焊缝,后焊纵向焊缝;当同时存在厚板焊缝和薄板焊缝时,一般应先焊厚板焊缝,后焊薄板焊缝;当结构中同时存在断续焊缝和连续焊缝时,一般应先焊连续焊缝,后焊断续焊缝。
(5)预热
焊接不均匀热场是产生焊接变形的主要原因。因此采用适当的预热;使焊接温度分布趋于均匀,也是一种减小焊接残余变形的有效措施。
(6)用拉伸法和加热法减小焊接薄板的平面外变形
用机械法或预热法使被焊壁板进行拉伸或伸长,与此同时将壁板焊到结构的框架上,焊完后,去掉拉伸载荷。此时壁板的收缩受到被焊框架的拘束,从而在壁板上只有小量的平面外变形产生。这时在焊接后壁板内存有残余拉伸应力,而在框架内则存有残余压应力。这种方法对减小焊接薄板的压曲变形具有良好的效果。
C. 怎样才能防止焊接变形呢
预应力反变形法。
形位反变形法。
钢性固定。
减小焊接线能量法,
其它工艺措施。
D. 焊接结构生产中怎样预防焊接变形
焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。
焊接过程中,对焊件进行不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本原因。
减少焊接应力与变形的工艺措施主要有:一、预留收缩变形量
根据理论计算和实践经验,在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量,以便焊后 工件达到所要求的形状、尺寸。
二、反变形法 根据理论计算和实践经验,预先估计结构焊接
变形的方向和大小,然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形,以抵消焊后产生的变形。
三、 刚性固定法焊接时将焊件加以刚性固定,焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定,可有效防 止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力,只适用于塑性较好的低碳钢结构。
四、选择合理的焊接顺序尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时,应先焊错开的短焊缝,再焊直通长焊缝,以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长,可采用逐步退焊法和跳焊法,使温度分布较均匀,从而减少了焊接应力和变形合理的装配和焊接顺序。具体如下:1)先焊收缩量大的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝;2)焊缝较长的焊件可以采用分中对称焊法、跳焊法,分段逐步退焊法。交替焊法 ; 3)焊件焊接时要先将所以的焊缝都点固后,再统一焊接。能够提高焊接焊件的刚度,点固后,将增加焊接结构的刚度的部件先焊,使结构具有抵抗变形的足够刚度; 4)具有对称焊缝的焊件最好成双的对称焊使各焊道引起的变形相互抵消; 5)焊件焊缝不对称时要先焊接焊缝少的一侧。; 6)采用对称与中轴的焊接和由中间向两侧焊接都有利于抵抗焊接变形。7)在焊接结构中, 当钢板拼接时,同时存在着横向的端接焊缝和纵向的边接焊缝。应该先焊接端接焊缝再焊接边接焊缝。8)在焊接箱体时,同时存在着对接焊缝和角接焊缝时,要先焊接对接焊缝后焊接角接焊缝。9)十字接头和丁字接头焊接时,应该正确采取焊接顺序,避免焊接应力集中,以保证焊缝获得良好的焊接质量。对称与中轴的焊缝,应由内向外进行对称焊接。10)焊接操作时, 减少焊接时的热输入,(降低电流、加快焊接速度、)。11)焊接操作时,减少熔敷金属量(焊接时采用小坡口、减少焊缝宽度、焊接角焊时减少焊脚尺寸).。逐步退焊法 ,常用于较短裂纹的焊缝。施焊前把焊缝分成适当的小段,标明次序,进行后退焊补。焊缝边缘区段的焊补,从裂纹的终端向中心方向进行,其它各区段接首尾相接的方法进行
五、锤击焊缝法 在焊缝的冷却过程中,用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝,使金属产生塑性延伸变形,抵消一部分焊接收缩变形,从而减小焊接应力和变形 。
六、加热“减应区”法 焊接前,在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长,焊后冷却时,加热区与焊缝一起收缩,可有效减小焊接应力和变形。
七、焊前预热和焊后缓冷 预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差,降低焊缝区的冷却速度,使焊件能较均匀地冷却下来,从而减少焊接应力与变形。八.合理的焊接工艺方法,采用焊接热源比较集中的焊接方法进行焊接可降低焊接变形。如CO2气体保护焊、氩弧焊等 减少焊接应力与变形的从设计方面的措施主要有: 一.选用合理的焊缝尺寸和型状,在保证构件的承载能力的条件下,应尽量采用较小的焊缝尺寸; 二。减少焊缝的数量,在满足质量要求的前提下,尽可能的减少焊缝的数量; 三.合理安排焊缝的位置,只要结构上允许应该尽可能使焊缝对称于焊件截面的中和轴或者靠近中和轴。
E. 如何防止焊接变形
焊接抄变形的产生多数是由袭于焊接产生的热量不对称,导致的膨胀不一而发生的。
防止焊接变形的方法措施一般如下:
1、采用反变形法
2、采用小锤锤击中间焊道
3、采用合理的焊接顺序
4、利用工卡具刚性固定
5、分析回弹常数。
(5)焊接时如何防止变形扩展阅读:
焊接变形的矫正:
1、机械矫正法
采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形, 以使原开缩短的部分得以延伸, 达到矫正变形的目的。其中多辊平板机适用于薄板拼焊件的矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形, 用于焊缝比较规范的薄壳结构。机械矫正法对塑性差的高强钢应慎用。
2、火焰矫正法
利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形, 使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。本法简单, 机动灵活, 适用面广。在使用时应控制温度和加热位置。对低碳钢和普通低合金钢常采用600~800℃的加热温度。由于需再次加热, 对合金钢等慎用。
F. 怎么防止焊接后的焊件变形
防止焊接后变形方法:
一·利用合理的装配焊接顺序控制变形,不同的构件形式应采用不同的装配焊接方法。
1. 结构截面对称、焊缝布置对称的焊接结构,采用先装配成整体,然后再按一定的焊接顺序进行生产,使结构在整体刚性较大的情况下焊接,能有效地减少弯曲变形。
例如,工字梁的装配焊接过程,可以有两种不同方案,见图4。若采用图4b所示的边装边焊顺序进行生产,焊后要产生较大的上拱弯曲变形;若采用图4c所示的整装后焊顺序,就可有效地减少弯曲变形的产生。
G. 焊接时如何让铁板不变形
控制焊接变形的工艺措施
1、反变形 焊前将焊件装配成具有与焊接变形方向相反的变形。反变形的大小以能抵消焊后变形为准,这种变形可以是弹性的、塑性的和弹塑性的。反变形的大小和方向,应根据经验事先预测。 在待焊工件装配过程中,造成与焊接残留变形大小相当、方向相反的预变形, 使焊后残留变形与预变形相互抵消,焊件恢复到设计要求的几何形状。
2、
预拉伸 焊接薄件前,采用机械加热或机械和加热并用的方法, 使焊接件得到预先的拉伸和伸长,然后与刚性架或肋条装配焊接,可以很好地防止波浪变形。
3、 刚性固定 将焊件刚性固定,来防止焊接变形。对于刚度小的焊接件可以用胎具和临时支撑增加结构的刚度,减小焊接变形。
4、采用合理的焊接参数,减小热输入;焊接过程中应采用小的焊接电流,快速焊接。通过调整焊接顺序,减小焊接变形,可采用跳焊、退焊、分段焊、对称焊的方法来减小焊接变形。
6、采用强制冷却法 限制和缩小焊接时的受热面积,采用水冷等措施,使焊接区快速冷却,从而减少焊接变形。该方法一般用于控制有色金属或薄板的焊接变形。
7、 选择合理的装配顺序,将整体结构分解为易于施工的单个部件 ,构件在装配过程中,由于截面的中性轴在不断地变化,因而影响焊接变形。
H. 防止焊接变形的措施都有哪些
1、进行合理的焊接结构设计:
①合理安排焊缝位置。焊缝尽量以构件截面的中性轴对称;焊缝不宜过于集中。
②合理选择焊缝尺寸和形状。在保证结构有足够承载力的前提下,应尽量选择较小的焊缝尺寸,同时选用对称的坡口。
③尽可能减少焊缝数量,减小焊缝长度。
2、采取合理的装配工艺措施:
①预留收缩余量法。
②反变形法。
③刚性固定法。
此法在焊接大型储罐底板时采用较多。装配压力容器及球罐时,往往采用弧形加强板、日字形夹具进行刚性固定。
④合理选择装配程序。如储罐底板焊接,可以先焊短焊缝,再焊长焊缝。
3、采取合理的焊接工艺措施:
①合理的焊接方法。
②合理的焊接规范。
③合理的焊接顺序和方向。
④进行层间锤击(打底层不适于锤击)。
(8)焊接时如何防止变形扩展阅读:
焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。
在熔焊的过程中,如果大气与高温的熔池直接接触的话,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。
采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
I. 焊接变形怎么预防
防止焊接变形的方法
通过以上的分析,我们基本了解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(补偿)焊接变形,这种方法叫做反变形法。
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 (c)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。见图2(g)
c.跳焊法
这种方法除立焊外,平焊、横焊、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。钢材每段焊缝长度在200—400mm之间;铸铁焊件按铸铁焊接规范处理;不锈钢和铜由于导热快,每段长不宜超过200mm (薄板应短些)。
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。见图2(i)
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。见图2(j)
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。缺点是有些大件不易固定,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。
当工件较大,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。
3. 散热法
散热法又称强迫冷却法,即将焊接处的热量迅速散走,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。图 3(a)为水浸法示意图,常用于表面堆焊和焊补。图3(b)是散热法示意图,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,且对于淬火倾向大的钢材不宜采用,否则易裂。
4. 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。锤击时用力要均匀,一般采用0.5Kg—1.0Kg的手锤,其端部为圆角(R=3—5mm)。底层和表面焊道一般不锤击,以免金属表面冷作硬化。其余各道焊完一道后立刻锤击,直至将焊缝表面打出均匀致密的点为止。
常见复杂构件防止变形的方法
1. 钢架的焊接
钢架焊接的关键问题,是如何保证强度和防止变形。从工艺上保证强度能适应载荷的变化,其变形量不致影响安装和使用的要求,因此:
1)焊缝的高度和长度,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、下弦与节点板之间的焊缝,焊接顺序不应集中,而应在节点间间隔跳开焊接。