薄板通常是指焊接厚度小于4mm的鋼板(包括不銹鋼薄板,鍍鋅板,鐵板),想要控制和避免薄板復合材料的焊接變形就需要不銹鋼加工廠具有一定的預防措施和矯正方法。以下方法僅供參考。
一、不銹鋼薄板焊接變形的原因
電弧焊是一種不均勻的快速加熱和冷卻過程,其中在焊接中或焊接后可能發生變形。影響焊接變形的最基本因素是熱變形和焊接部件的剛性條件。焊接過程中的熱變形受到元件剛性條件的限制,發生壓縮塑性變形,導致焊接殘余變形。
1)影響焊接熱變形的因素:
因素1:焊接方法。
不同的焊接方法會產生不同的溫度場,形成不同的熱變形。通常,自動焊接比手動焊接更集中,手動焊接窄且變形小。對于薄的wilding線,高電流密度,加熱濃度,CO2氣體保護焊接導致小的變形。
因素2:焊接參數
即,焊接電流,電弧電壓和焊接速度這三個參數。線能量越大,焊接變形越大。焊接變形隨著焊接電流和電弧電壓的增加而增加,隨著焊接速度的增加而減小。在三個參數中,電弧電壓的影響是明顯的,因此低電壓,高速和強電流密度的自動焊接導致焊接變形小。
因素3:焊縫量和橫截面尺寸。
焊縫越多,橫截面尺寸越大,不銹鋼薄板的焊接變形越大。
因素4:操作方法。
由于連續焊接和間歇焊接產生不同的溫度場,因此熱變形不同。通常,連續焊接變形大,不連續焊接變形最小。
因素5:材料的熱物理性質。
不同的材料具有不同的導熱系數,比熱和膨脹系數,導致不同的熱變形和焊接變形。
2)影響焊接部件剛性系數的因素
因素1:組件的大小和形狀。
隨著部件的剛性增加,不銹鋼薄板焊接變形變小。
因素2:輪胎夾具的應用。
使用輪胎夾具可以增加部件的剛性,從而減少焊接變形。
因素3:裝配焊接程序。
組裝焊接過程會導致組件在不同組裝階段的剛度和重心位置的變化,這對控制元件的焊接變形有很大影響。
通常,在緊密的條件下,焊接部件具有大的焊接變形,反之亦然。
二、焊接變形的類型
任何鋼結構的焊接變形可分為整體變形和部分變形。
整體變形是指焊接不銹鋼薄板后,部件的尺寸或形狀發生變化,包括縱向和橫向收縮(總尺寸減小),彎曲變形(凹陷和下垂),變形等。
部分失真是指焊接后某些區域的失真,包括角度失真和波形失真。
三、避免不銹鋼薄板焊接變形的原理和方法
1、焊接變形的原理:
焊接過程中焊接元件的熱變形和剛性條件是影響焊接殘余變形的兩個主要因素。根據這兩個主要因素,焊接殘余變形是不可避免的,即不可能完全消除焊接變形。為了控制焊接,必須同時從不銹鋼薄板部件的設計和施工技術中獲得殘余變形。設計不銹鋼薄板組件時,除了滿足強度和使用性能外,還必須滿足最小的焊接變形和最小的工時。因此,優化板坯接頭的布局是非常重要的。在設計板坯接頭的布局時,通常較少考慮技術性能,這很容易引起焊接變形。
2、避免不銹鋼薄板變形的措施
不銹鋼薄板焊接工藝是鋼結構施工中的重要工序之一。合理的焊接工藝是減少焊接變形和降低應力集中的有效方法。為了控制焊接變形,應采取有效措施去避免,例如:
- 元件可分為幾個小部件和元件部分,將焊接變形傳遞到不同部件,便于元件失真控制和校正;
- 為避免焊接后的變形和過度彎曲變形,零件的焊縫布局應對稱或接近橫截面的中性軸。
- 對于每個主焊縫,盡可能選擇小焊腳尺寸和短焊縫;
- 避免焊縫過度集中和交叉布置;
- 盡可能使用寬鋼板和長鋼板,或減少焊縫數量等。
3、控制不銹鋼薄板部件焊接變形的方法有:
- 裝配部件沒有裝配應力。
- 采用自動焊接等氣體保護焊接技術; 例如,最先進的Ar + CO2混合氣體MAG保護焊接。
- 合理選擇焊接規范參數和裝配焊接順序。
- 減少焊絲供應,降低電流,電壓,改變極性(通常為直流反極性,直流正極性)。首先焊接短接縫,然后焊接長接縫,從內向外焊接后退焊接。
- 可以合理地使用剛性固定方法和抗變形方法。
四、薄結構件的焊接變形校正
在成型鋼結構中,雖然采取了元件設計和施工技術來控制焊接變形的措施,但由于焊接和施工技術的復雜性,焊接變形仍然是不可避免的,因此,超出設計要求的焊接變形必須得到糾正。
整流僅限于糾正焊接部件的某些變形,例如角度變形,彎曲變形,波浪變形等,對于部件的整體變形,例如縱向和橫向收縮(總尺寸縮短)只能通過補償來補償沖裁或裝配補貼。采用機械整流矯正鋼結構易造成金屬硬化,消耗一定量的材料儲備,因此僅適用于塑性好的材料。
在實際生產中,機械整流可采用大型液壓機和摩擦壓力機。采用火焰整流矯正鋼結構時,冷卻后,焊接金屬部件會產生不可逆的壓縮和塑性變形,從而可以糾正整個焊接部件的變形。火焰整流方法也消耗一定的可塑性,因此在將其用于脆性材料或塑料材料時應更多地考慮。應適當控制火焰加熱的溫度,因為過高的溫度會降低材料的機械性能,而過低的溫度會降低校正效率。
由于冷卻速度對校正效果沒有影響,在施工過程中,在加熱時噴水冷卻,提高了工作效率,提高了整流效果。
綜上所述,在生產鋼結構中,不銹鋼薄板焊接變形是不可避免的,只能通過采取有效的方法和措施來控制,并在超出公差要求的焊接變形方面進行矯正。通過這種方式,可以達到鋼結構的質量和經濟要求。