焊接規(guī)范培訓(xùn)課件焊接熱變形及其控制方法

匯報人：XX2024-01-04焊接規(guī)范培訓(xùn)課件焊接熱變形及其控制方法目錄焊接熱變形概述焊接熱變形產(chǎn)生機(jī)理焊接熱變形測量方法與技術(shù)焊接熱變形控制策略與方法目錄實(shí)例分析：典型結(jié)構(gòu)焊接熱變形控制實(shí)踐總結(jié)與展望01焊接熱變形概述焊接過程中，由于熱量的輸入和不均勻分布，導(dǎo)致焊件產(chǎn)生形狀和尺寸的變化。焊接熱變形定義根據(jù)變形方向和表現(xiàn)形式，可分為縱向收縮、橫向收縮、角變形、彎曲變形、波浪變形等。焊接熱變形分類定義與分類焊接方法、焊接參數(shù)、焊件材料、焊件結(jié)構(gòu)、焊接順序等。影響焊件的尺寸精度和形狀公差，降低產(chǎn)品質(zhì)量；產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形，影響焊件的安全性和穩(wěn)定性。影響因素及危害危害影響因素研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對焊接熱變形進(jìn)行了深入研究，建立了多種預(yù)測模型和控制方法。同時，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)在焊接熱變形預(yù)測和控制方面得到了廣泛應(yīng)用。研究現(xiàn)狀未來，焊接熱變形的研究將更加注重多學(xué)科交叉融合，引入先進(jìn)的材料科學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)等理論，進(jìn)一步提高預(yù)測模型的精度和實(shí)用性。同時，隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展，焊接熱變形的實(shí)時監(jiān)測和自動控制將成為可能，為焊接質(zhì)量的提高和生產(chǎn)成本的降低提供有力支持。發(fā)展趨勢02焊接熱變形產(chǎn)生機(jī)理

熱源特性與傳熱過程焊接熱源類型包括電弧、激光、電子束等，不同熱源具有不同的能量密度和分布特點(diǎn)。熱源對材料的作用熱源對焊接材料進(jìn)行加熱，使其局部熔化形成焊縫，同時伴隨著熱量的傳遞和分布。傳熱過程焊接過程中的傳熱包括熱傳導(dǎo)、對流和輻射三種方式，這些傳熱方式共同決定了焊接溫度場的分布和演化。材料在受熱時發(fā)生膨脹，若受到約束則會產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱膨脹熱導(dǎo)率變化比熱容變化隨溫度升高，材料熱導(dǎo)率通常下降，導(dǎo)致熱量傳遞速度減慢。材料比熱容隨溫度升高而增大，吸收相同熱量時溫升減小。030201材料熱物理性能變化焊接過程中，材料在熱應(yīng)力作用下發(fā)生彈性變形，冷卻后部分恢復(fù)。熱彈性變形高溫下材料屈服強(qiáng)度降低，易發(fā)生塑性變形，冷卻后變形保留。熱塑性變形焊接過程中可能發(fā)生相變，導(dǎo)致體積變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。相變與殘余應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及變形機(jī)制03焊接熱變形測量方法與技術(shù)使用卡尺、千分尺等機(jī)械量具直接測量焊接前后的變形量。機(jī)械測量法在焊件上粘貼應(yīng)變片，通過測量應(yīng)變片的電阻變化來計算變形量。應(yīng)變片法使用引伸計測量焊接過程中的變形量，引伸計通常安裝在焊件附近。引伸計法傳統(tǒng)測量方法干涉測量法通過干涉原理測量焊接過程中的變形量，具有高精度和非接觸的優(yōu)點(diǎn)。激光測距法利用激光測距儀測量焊接前后的距離變化，從而計算變形量。攝影測量法使用高分辨率相機(jī)拍攝焊接前后的照片，通過圖像處理技術(shù)計算變形量。光學(xué)測量方法利用高分辨率相機(jī)捕捉焊接過程中的數(shù)字圖像，通過相關(guān)算法分析圖像中的像素位移來計算變形量。DIC方法具有全場測量、非接觸、高精度和適用于復(fù)雜形狀的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）在DIC基礎(chǔ)上發(fā)展而來的三維數(shù)字圖像相關(guān)法，能夠同時測量物體表面的三維坐標(biāo)和變形量，提供更全面的變形信息。3D-DIC技術(shù)數(shù)字圖像相關(guān)法04焊接熱變形控制策略與方法通過合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，減少焊縫數(shù)量，可以降低焊接熱輸入，從而減小熱變形。減少焊縫數(shù)量合理安排焊縫位置和方向，使焊縫對稱分布，有利于減小焊接殘余應(yīng)力和變形。優(yōu)化焊縫布置根據(jù)材料特性和結(jié)構(gòu)要求，選擇熱輸入小、變形小的焊接方法，如激光焊、電子束焊等。選擇合適焊接方法優(yōu)化設(shè)計策略采用預(yù)熱和后熱措施預(yù)熱可以降低焊縫冷卻速度，減小溫度梯度，從而減小熱變形；后熱可以消除部分殘余應(yīng)力，減小變形。選擇合適焊接順序合理安排焊接順序，使焊縫自由收縮，有利于減小焊接殘余應(yīng)力和變形?？刂坪附訜彷斎胪ㄟ^調(diào)整焊接電流、電壓、焊接速度等工藝參數(shù)，控制焊接熱輸入，降低熱變形。工藝參數(shù)優(yōu)化方法03采用剛性固定法在焊接過程中采用夾具、支撐等剛性固定措施，限制結(jié)構(gòu)的自由變形，從而減小焊接變形。01加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度通過增加加強(qiáng)筋、支撐結(jié)構(gòu)等措施，提高結(jié)構(gòu)剛度，抵抗焊接變形。02采用反變形法根據(jù)預(yù)測焊接變形的大小和方向，預(yù)先給結(jié)構(gòu)施加一個與焊接變形相反的反變形，使焊接后的變形與反變形相互抵消。結(jié)構(gòu)剛度增強(qiáng)措施05實(shí)例分析：典型結(jié)構(gòu)焊接熱變形控制實(shí)踐案例介紹某大型鋼橋，主梁采用高強(qiáng)度鋼焊接，要求嚴(yán)格控制焊接變形，確保橋梁幾何尺寸和承載能力。熱變形問題焊接過程中產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致主梁局部變形，影響橋梁整體線形和受力性能。控制措施采用分段焊接、預(yù)熱和后熱、剛性固定等工藝措施，有效控制焊接變形，確保橋梁質(zhì)量和安全。橋梁結(jié)構(gòu)焊接熱變形控制案例123某大型油輪，船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接工作量大，要求嚴(yán)格控制焊接變形，確保船舶航行安全。案例介紹船舶結(jié)構(gòu)焊接過程中，由于熱量輸入不均勻，導(dǎo)致船體局部變形，影響船舶穩(wěn)定性和航行性能。熱變形問題采用合理的焊接順序、分段退焊、剛性固定等工藝措施，有效控制焊接變形，確保船舶建造質(zhì)量。控制措施船舶結(jié)構(gòu)焊接熱變形控制案例案例介紹某高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，焊接工作量大，要求嚴(yán)格控制焊接變形，確保建筑安全和使用功能。熱變形問題建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，由于熱量輸入和拘束度的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部變形，影響建筑整體穩(wěn)定性和承載能力?？刂拼胧┎捎煤侠淼暮附禹樞颉㈩A(yù)熱和后熱、剛性固定等工藝措施，有效控制焊接變形，確保建筑質(zhì)量和安全。同時，加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測和檢驗(yàn)工作，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接熱變形控制案例06總結(jié)與展望解釋了焊接熱變形的定義、原因和分類，幫助學(xué)員對焊接熱變形有初步的認(rèn)識。焊接熱變形基本概念詳細(xì)分析了材料性質(zhì)、焊接工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)剛度等因素對焊接熱變形的影響，使學(xué)員能夠了解如何控制這些因素以減小變形。焊接熱變形影響因素介紹了設(shè)計措施、工藝措施和矯正措施等控制焊接熱變形的方法，通過實(shí)例講解了各種方法的應(yīng)用場景和效果。焊接熱變形控制方法本次培訓(xùn)課件內(nèi)容回顧新型焊接技術(shù)隨著科技的進(jìn)步，新型焊接技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如激光焊接、攪拌摩擦焊等。這些新技術(shù)具有更高的能量密度、更小的熱影響區(qū)和更低的變形傾向，將在未來得到更廣泛的應(yīng)用。智能化焊接系統(tǒng)借助人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動化和智能化。通過實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整焊接參數(shù)，降低人為因素對焊接質(zhì)量的影響，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。綠色環(huán)保焊接隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，綠色環(huán)保焊接將成為未來發(fā)展的重要方向。研究低煙、低毒、低污染的焊接材料和工藝，減少