焊接變形的控制焊接順序

關(guān)于焊接變形的控制焊接順序第1頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五產(chǎn)生變形的原因

焊接時，熔化的金屬及近縫區(qū)母材受熱膨脹，產(chǎn)生塑性變形。凝固時，焊縫和近縫區(qū)金屬收縮。從而產(chǎn)生縱向和橫向內(nèi)應(yīng)力，此內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力。使焊縫縱向和橫向收縮，從而使焊件產(chǎn)生變形。由于焊接時熱脹冷縮是必然的，所以焊接時產(chǎn)生變形是必然的。我們只能控制但不能完全消除焊接變形。第2頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊接變形的危害1）影響焊件的精度及使用性能；2）降低裝配質(zhì)量,甚至使產(chǎn)品報廢;3）降低結(jié)構(gòu)的承載能力；4）影響焊件的美觀;5）提高制造成本。第3頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊接變形的種類和影響因素焊接變形的種類：1收縮變形2角變形3彎曲變形4失穩(wěn)變形(波浪變形)5扭曲變形。第4頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五收縮變形（1）縱向收縮變形：沿焊縫軸線方向尺寸的縮短（2）橫向收縮變形：沿垂直于焊縫軸線方向尺寸的縮短。第5頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五縱向收縮變形的影響因素1）與截面積有關(guān)：焊件的截面積越大，焊件的縱向收縮量越小2）與長度有關(guān)：焊縫的長度越長，焊件的縱向收縮量越大3）與焊接層次有關(guān)：多層焊時每層焊縫所產(chǎn)生的壓縮塑性變形比單層焊時小。4）與溫度有關(guān)：焊件的原始溫度提高，焊后縱向收縮量增大5）與材料性質(zhì)有關(guān)：線膨脹系數(shù)大的材料，焊后縱向收縮量大。第6頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五橫向收縮變形的影響因素1）與熱輸入有關(guān)：橫向收縮變形隨焊接熱輸入增大而增加。2）與間隙有關(guān)：裝配間隙增加，橫向收縮也增加。3）與焊接長度有關(guān)：焊縫的橫向收縮沿焊接方向由小到大，逐漸增大到一定程度后便趨于穩(wěn)定。4）與拘束程度有關(guān)：定位焊縫越長，橫向收縮變形量就越小5）與金屬填充量有關(guān)：對接接頭的橫向收縮量隨焊縫金屬量的增加而增加大的。6）與焊縫形式有關(guān)：角焊縫的橫向收縮要比對接焊縫小得多。第7頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五幾種接頭的角變形a)堆焊b)對接接頭c)T形接頭a)b)c)角變形第8頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五角變形的影響因素1）與板厚有關(guān)：當熱輸入一定時，板厚越大，角變形越大；2）與熱輸入有關(guān)：板厚一定，熱輸入增大，角變形也增；3）與坡口形式有關(guān)：對接接頭坡口截面不對稱的焊縫，其角變形大；坡口角度越大，角變形越大4）與焊接順序有關(guān)：焊接順序也會影響角變形的大小。第9頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五彎曲變形第10頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊縫的縱向收縮引起的彎曲變形第11頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊縫橫向收縮引起的彎曲變形第12頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五彎曲變形的影響因素主要影響因素就是焊縫位置的不對稱，導(dǎo)致受力不均衡，出現(xiàn)彎曲。當焊縫位置對稱或接近于截面中性軸，則彎曲變形就比較小。第13頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五失穩(wěn)變形（波浪變形）對于薄板件焊接，由于焊縫的收縮會使板面失穩(wěn)變成波浪形。如下圖第14頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五扭曲變形對于梁式結(jié)構(gòu)或細長構(gòu)件，由于焊接順序、焊接方向或裝配原因焊后截面向不同的方向傾斜造成構(gòu)件扭曲變形。第15頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊接變形的控制控制變形的方法：

1、合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范

2、剛性固定法

3、反變形法

4、散熱法

5、熱平衡法

6、采用合理的焊接順序和方向第16頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范選用線能量較低的焊接方法，可以有效地防止焊接變形。例如采用CO2半自動焊來代替氣焊和手工電弧焊，不但效率高，而且可以減少薄板結(jié)構(gòu)的變形。焊接電流電壓越大，焊件的受熱量越大，變形也就越大。對于焊縫不對稱的細長構(gòu)件而言，有時可以通過選用適當?shù)木€能量，而不必用任何反變形或夾具克服撓曲變形。第17頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五剛性固定法1）將焊件固定在剛性平臺上2）將焊件組合成剛度更大或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)3）利用焊接夾具增加結(jié)構(gòu)的剛度和拘束4）利用臨時支撐增加結(jié)構(gòu)的拘束。第18頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五反變形法根據(jù)生產(chǎn)實踐中已發(fā)生變形的規(guī)律，預(yù)先將焊件向相反方向制成變形或預(yù)留變形收縮量再進行焊接的方法。

焊前焊后第19頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五散熱法散熱法又稱強迫冷卻法。散熱法是指在焊接部位放置銅墊板或用水冷卻焊接部位背面，把焊接部位的熱量迅速散去，使焊縫附近受熱面積大大減小，以達到減少焊接變形的目的。散熱法不適于具有淬火傾向的產(chǎn)品，否則焊接時易產(chǎn)生裂紋。第20頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五散熱法示意圖a)水浸法散熱b)散熱墊法散熱c)噴水法散熱a)c)b)第21頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五熱平衡法當焊接某些焊縫不對稱布置的結(jié)構(gòu)時，焊后往往會產(chǎn)生彎曲變形。如果在與焊縫的位置上采用氣體火焰與焊接同步加熱，使加熱區(qū)和焊縫產(chǎn)生同樣的膨脹變形，焊后其一致收縮，則可以防止彎曲變形。第22頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五采用合理的焊接順序和方向合理的焊接順序和方向：先兩端，后中間；先內(nèi)部，后外部；先焊短焊縫，后焊長焊縫；先焊焊縫少的一側(cè)，再焊焊縫多的一側(cè)；對稱焊縫保證對稱，同向；長焊縫分段倒退焊。第23頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五結(jié)構(gòu)件焊接順序原則總原則：先內(nèi)后外，先橫（立）后縱（平）?！粝群干舷律w板內(nèi)的焊縫，后焊裸露在表面的焊縫；◆垂直焊縫與水平焊縫相交時，先焊垂直焊縫；◆平行焊縫同時同方向焊接，盡量采用對稱焊接，焊縫分布不對稱時先焊焊縫較少的一側(cè)；◆長焊縫采取從中間向兩端分段退焊（大于800mm）；◆多層焊時，各層之間的焊縫方向應(yīng)相反，其接頭應(yīng)相互錯開?！魧雍缚p先焊平對接焊縫，后焊橫對接焊縫，最后焊立對接焊縫。有坡口的焊縫先焊，無坡口餓焊縫后焊；◆角接焊縫的焊接順序為：先焊立角焊縫，后焊平角焊縫。仰角焊縫最好能夠翻轉(zhuǎn)變成平角焊縫。第24頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊接順序的目的:--削弱焊接應(yīng)力的集中，保證焊接的連續(xù)性和防止變形焊接順序的原則：--廣義原則：

1、焊接時盡量減少熱輸入量和盡量減少填充金屬；2、組焊結(jié)構(gòu)應(yīng)合理分配各個組單元，并進行合理的組對焊接；3、位于構(gòu)件剛性最大的部位最后焊接；4、由中間向兩側(cè)對稱進行焊接；5、先焊對接焊縫，然后焊角焊縫；6、先焊短焊縫，后焊長焊縫；7、先焊對接焊縫，后焊環(huán)焊縫；8、當存在焊接應(yīng)力時，先焊拉應(yīng)力區(qū)，后焊剪應(yīng)力和壓應(yīng)力區(qū)；9、當對變形有特殊限制時，可采用分段退焊法，

--局部接頭的焊接順序原則由中向外焊，有下向上焊，從焊渣多的地方焊起，焊接順序的目的與原則第25頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊接順序?qū)亲冃蔚目刂?a)單側(cè)先焊(b)兩側(cè)交替焊(c)交替控制焊(d)

同時對稱焊第26頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五長焊縫的幾種焊接順序焊接順序管理1.ppt第27頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊縫順序?qū)嵗?8頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五焊接變形的矯正機械矯正法錘擊法火焰加熱矯正法第29頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五

機械矯正法機械法是指利用壓床、輥、千斤頂或者用錘子敲打等手段矯正變形的方法。第30頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五機械法矯正焊接變形應(yīng)注意以下事項：對冷裂傾向較大的高強度鋼采用此法應(yīng)慎重，因為機械法矯正易產(chǎn)生冷作硬化。對重要焊件和合金鋼焊件，矯正后應(yīng)仔細檢查矯正處有無裂紋。第31頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五錘擊法該法用錘擊來延展焊縫及其周圍壓縮塑性變形區(qū)域的金屬，達到消除焊接變形的目的。這種方法比較簡單，經(jīng)常用來矯正不太厚的板結(jié)構(gòu)。缺點是勞動強度大，表面質(zhì)量不好。第32頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五火焰加熱矯正法火焰加熱矯正法是利用火焰局部加熱，在高溫處，材料的熱膨脹受到構(gòu)件本身剛性制約，產(chǎn)生局部壓縮塑性變形，冷卻后收縮，抵消了焊后在該部位的伸長變形，達到矯正變形之目的?；鹧婕訜峥墒褂闷胀ǖ臍夂负妇?，不需要專用的設(shè)備，操作方便，工藝靈活，適應(yīng)性強。第33頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五火焰加熱矯正法分為：1點狀加熱法2線狀加熱法3三角形加熱法..\火焰矯正PPT.ppt第34頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五點狀加熱法點狀加熱是采用多個點狀火焰對變形構(gòu)件進行大面積加熱的矯正方法。加熱點的直徑和數(shù)目應(yīng)根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)形狀和變形情況而定。對于厚板，加熱點的直徑應(yīng)大些；薄板的加熱點直徑則應(yīng)小些。變形量大時，加熱點之間距離應(yīng)小一些；變形量小時，加熱點之間距離應(yīng)大一些。這種加熱方式尤其適用于對薄板波浪變形的矯正。第35頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五在四周已被約束的板狀結(jié)構(gòu)中，板上產(chǎn)生撓曲變形時采用點狀加熱法第36頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五線狀加熱法火焰沿直線緩慢移動或同時作橫向擺動，形成一個加熱帶的加熱方式，稱為線狀加熱。線狀加熱有直線加熱、鏈狀加熱和帶狀加熱三種形式。線狀加熱是應(yīng)用最廣泛的火焰加熱方式，它可用于矯正角變形、波浪變形和彎曲變形等。

(a)

直線加熱(b)

鏈狀加熱(b)

帶狀加熱直線加熱示意圖第37頁，共41頁，2022年，5月20日，7點24分，星期五矯正對接焊或者角焊產(chǎn)生的角變形采用線狀加熱法第38頁，共