如何消除焊接变形
⑴ 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。
(1)如何消除焊接变形扩展阅读:
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。
⑵ 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。
⑶ 焊接变形如何消除应力
焊接应复力产生的主要原因,制有以下三个方面:
(1)热应力。焊接过程对被焊工件来说,是局部的不均匀加热过程和不均匀冷却过程。这种不均匀冷热过程,会使工件中产生热应力。
(2)拘束应力。由于构件本身或外加的刚性拘束作用,使焊接时热膨胀不畅,引起构件产生拘束应力。
(3)相变应力:焊接时,接头区域产生不均匀组织转变而引起的应力。
消除焊接应力:
(1)采用适当的焊接程序,如分段焊、分层焊;
(2)尽可能采用对称焊缝,使其变形相反而抵消;
(3)施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形;
(4)对于小构件焊前预热、焊后回火,然后慢慢冷却,以消除焊接应力。 合理的焊缝设计;
(5)避免焊缝集中、三向交叉焊缝;
(6)焊缝尺寸不宜太大;
(7)焊缝尽可能对称布置,连接过渡平滑,避免应力集中现象;
(8)避免仰焊。
⑷ 焊接应力怎样消除
1 整体高温回火(消除应力退火),
将整个焊接结构加热到一定温度(根据具体工件金属材质而定),保温一段时间,在冷却。可以消除80%-90%的残余应力。应用最为广泛的一种应力消除工艺。
2 局部高温回火,只针对焊缝及其周围部分局部回火,消除应力效果不如整体回火。设备较简单,适用于结构较简单,拘束度较小工件,诸如 长筒形容器,管道接头,长构件的对接接头等。
3 机械拉伸法,对焊接工件进行加载,使得焊接压缩塑性变形区得到拉伸,减少焊接引起的局部压缩变形量,来降低应力。常见的有水压试验,水压压力大于容器的使用压力,水压试验的同时对容器进行了一次机械拉伸。消除部分焊接引起的应力。
4 温差拉伸法 (低温消除应力),在焊缝两侧各一个适当宽度用氧乙炔火焰加热。在焊枪后边一定距离喷水冷却。焊枪火焰 冷却喷水以相同速度移动。形成一个两个温度高(峰值约200摄氏度) 焊接区域温度低(约100摄氏度)。两侧金属因受热膨胀对温度较低的焊接区进行拉伸,产生拉伸塑性变形。来抵消 原来的压缩塑性变形。从而消除内应力。常用于规则焊缝厚度小于40毫米的板 壳结构,应力的消除。
5 振动法,针对焊缝区域进行振动。使得振源与结构发生稳定的共振。利用稳定共振产生的变载应力,使焊缝区产生塑性变形。达到消除焊接应力的目的。碳素钢及 不锈钢金属结构 使用振动法消除应力效果较好。具有设备价格低廉,简单,处理成本低,时间短。不会产生高温回火的氧化问题 的特点。
⑸ 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。
⑹ 如何消除或减少焊接应力和焊接变形 焊接接头由哪
一个是焊接结构本身要设计合理,在一个就是焊丝的选择,还有就是注意借助工装夹专具,最后属是注意应力的消除,采用热处理、振动时效设备HK系列、专用豪克能焊接应力消除设备,都是有效的,其中豪克能增强焊接接头的疲劳强度
⑺ 如何减少焊接变形
减少焊接变形的方法很多,主要有反变形法、机械校正法、火焰校正法,被冷版收缩等方法。
但最好的办法权是事前控制,优化设计,过程中采用合理焊接顺序,先短后长,分段退焊等等。
还有就是问题问的越具体越容易得到满意的答案。
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⑻ 处理焊接变形有几种方法
1;焊缝长的要两头中间断断续续的焊,不要连续的焊2;焊接有规则的要对称的焊内3;焊接大批量的工件,要做工容装卡具,将工件固定住了再焊总之,焊接技术是一门要求高的工作,要长时间的经验积累,熟练的掌握,才能找到应付自如的方法。
⑼ 如何控制焊接变形
①用角钢、方管在箱体内部焊接米子支撑,,总之就是能固定就行,焊接完成后在用气割切除;
②、通过改变焊接顺序及方法,消除焊接应力;
⑽ 焊接变形的矫正方法
机械矫正法
1,手锤锻(敲)打:利用铁锤手工敲打变形焊接工件,为防止敲坏工件,一般要垫铁(最好是软金属材料),这是最简单的矫正方法。
2,对于薄型焊件,可采用辗压设备,如擀平机等,对焊缝及周围进行辗压,达到矫正目的;没有设备也可以根据实际情况利用现场的大货车,铲车等重车进行轮压。
3,对于简单,中小型焊接构件,可利用千斤顶(液压的,螺杆的均可)进行矫正。
4,对于刚度大,强度大的焊接件,可用压机(油压机,水压机,气压机)进行矫正。
5,对于型材可用专门的矫正设备(如辊压机等)进行矫正。
加热矫正法
6,加热矫正法的热源主要是火焰加热,决定加热矫正效果主要因素为:加热位置,加热温度和加热区形状;其中成败的关键是加热位置的正确选择,一般简构件凭经验判断;对于复杂构件要反复测试才能找到最佳加热位置。加热温度的判断,一般目测,也可用市售的测温仪(计)进行测量,加热温度一般不超过800℃(樱红色)。
7,点状加热:就是在金属表面集中一个点加热,圆点直径约10-20mm,点距在50-150mm,常加热完一个点后,立即用软锤敲击加热点,薄板敲打时背应加垫铁,并加水冷却(湿抹布擦拭也可),主要适合薄板的波浪形变形的矫正。
8,条状加热:在工件表面加热成条状带,带宽及带密度根据变形量决定,适用于厚板,变形量大,刚性大的结构(如粱,柱等)。
9,三角形加热(楔形加热):加热区成三角形,三角形底边收缩量大于顶端收缩量,适用于刚度大,变形大的构件,比如弯曲变形。
10,点状加热,条状加热和三角形加热能够有机,灵活运用,对于矫正工作起到事半功倍的效果。
11,整体加热:适用于数量大,焊件小的情况下,考虑采用整体加热,给以机械矫正(趁热打铁)缓冷,这对于淬火性较强的材料很实用。
其它热源加热矫正
12,对于表面没有要求的焊件可采用焊条电弧焊,熔化极气保焊等在需要加热的部位施焊,进而矫正。
13,对于表面有要求的构件可采用钨极氩弧焊对需要加热的部位进行不添丝施焊(母材不熔化)的方式进行矫正。
14,感应加热矫正,适合焊件较小而数量较大工件,这种方法生产效率高。
15,远红外加热矫正,适合大型复杂的构件和野外作业使用。
焊接变形矫正时注意事项
16,焊接性好的材料一般都能采用加热法矫正,比如:低碳钢,塑性好的不锈钢,强度较低的低合金钢(14MnNb,Q345,Q390,Q420,14MnVTiXt,10MnpNb等)。
17,火焰矫正时采用水急冷,一般要等红色退去后再浇水,对于有淬火倾向或刚性很大构件不宜使用。
18,加热火焰一般中性焰,如果加热深度有要求时,可用氧化焰。
19,加热矫正时要考虑到下道工序的要求,若下道工序是热加工(焊接、热切割),可在加热矫正过程中作出后序所需的反变形量。
20,加热法可以用来矫正变形,使构建平直,反过来也可以把平直的构件弯曲成形。
21,火焰加热的燃料有多种:乙炔、丙烷、液化气、天燃气、汽油、煤油等;设备有氧焊枪、喷灯等。
22,对于大件、复杂构件,往往需要双人或多人同时加热才行!
23,为提高矫正效率,有必要制作一些专用多头火焰喷火工具,以达到加热均匀,并提高矫正质量。