如何減少焊接應力與變形?

劉寬新

焊接過程中,焊件受到局部的、不均勻加熱和冷卻,因此,焊接接頭各部位金屬熱脹冷縮的程度不同。由於焊件本身是個整體,各部位互相聯繫、制約,不能自由伸縮,使接頭內產生不均勻的塑料變形,所以在焊接中產生應力和變形。應力分因溫度分佈不均勻,因溫度變化而引起金屬組織變化而產生,因焊接後金屬熔池從液態到固態體積收縮受限制而產生。焊件變形主要由於焊縫收縮而產生縱向、橫向、扭曲、錯邊、彎曲、波浪變形。



要減少變形在焊接時選擇合理裝配到焊接順序,對控制焊接殘餘變形尤為重要。一般將結構總裝後再進行焊接,對不能釆用先總裝後再焊垵,也要選擇較佳的裝焊順序。


焊接順序包括:一.對稱焊、二.先焊焊縫少的一側,後焊焊縫多的一側。焊接時從焊縫中間向兩端施焊戎逐步跳焊。為抵消焊接變形可將焊件進行剛性固定,散熱,利用焊件自重防止變形。


焊接完後利用機械力的作用來矯正變形或利用火焰局部加熱時產生的塑性變形,使較長金屬在冷都後收縮達到矯正變形。


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焊接應力是指被焊材料或組件在焊接過程中受到熱漲冷縮作用力時出現的反抗力、這種反抗力稱為焊接應力 。焊接變形是指被材料本身或另部件或結構件由於焊接原因造成尺寸、形狀、位置發生改變叫做焊接變形。減少焊接應力與變形的方法主要是要有合理的設計方案和選擇行之有效的工藝措施。這裡簡介紹一下與焊工直接有關的一些方法。一、選擇合理的組裝順序。二、選擇合理的焊接規範和焊接順序。三、具體措施如對稱焊接法、分段焊接法、點焊固定法、夾具固定法、反變形法也叫預變形法等。最後要指出的是焊接應力與變形關係既是一對孿生兄弟關係又是相互對立的關係。也就是說只要有焊接必然會產生應力與變形是不可抗拒的、變形小了應力就大、應力小了變形就大。在實際生產過程中不可偏向某一面必須要全面考慮。


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對於較長的直線型焊縫,焊接過程中應儘量必免長時沿同一方向連續焊接。應短時,間斷焊接,避免焊縫局部高溫,產生內應力發生變形。另外焊接前對母材加溫,焊接完成後對焊縫熱處理,焊接時用短弧焊接都有助於降低內應力,減少變形。


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