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減少焊接變形的焊接工藝

預防和減少焊接變形的方法,必須考慮焊接技術的設計和焊接時克服冷熱循環的變化。收縮不能消除,但可以控制。有幾種方法可以減少收縮變形。


1.不要過度焊接


填充的金屬越多,在焊接點產生的變形力就越大。正確的焊縫尺寸不僅可以減小焊接變形,而且可以節省焊接材料和時間。充填焊縫的焊接金屬量應最小,焊縫應為扁平或微凸起的形狀,過多的金屬量不能提高強度。反而會增加收縮力和焊接變形。


2.不連續焊縫


另一種減少焊縫充填量的方法是采用間斷焊接。比如焊接加強板時,間歇焊接可以減少75%的焊縫填充,同時保證所需的強度。


3.減少焊道


使用粗焊絲,少焊道比使用細焊絲,多焊道焊接變形小。當有多個焊道時,每個焊道引起的收縮累積增加了焊縫的總收縮。


注:采用粗焊絲、少焊絲或細焊絲、多焊絲的焊接工藝根據材料不同而不同,一般低碳鋼、16Mn等材質適用粗焊絲、少焊絲,不銹鋼、高碳鋼等材質適用細焊絲、多焊絲的焊接工藝。


4.反變形技術


在焊接之前,將零件彎曲或傾斜地朝相反的方向變形(仰焊或豎焊除外),反向變形的預置量必須通過實驗確定。預彎、預定位或預拱焊接部件是利用反向機械力來抵消焊接應力的簡單方法。工件預設時,工件與焊接收縮應力相反的變形。在焊接之前和之后的預置變形相互抵消,使得焊接工件形成一個理想的平面。


平衡收縮力的另一種常用方法是將相同的焊接工件相對放置并夾持。預彎也可以采用這種方法,在夾緊前,將楔子放在工件的適當位置。


特殊的重型焊接工件可以在自己的剛性和零件的相互位置產生必要的平衡力,如果不產生這些平衡力,就必須用其他方法平衡焊接材料的收縮力,達到相互抵消的目的。平衡力可能是其他收縮力的結合力,利用工裝夾具形成機械結合力,零件排列的結合力,零件排列的結合力,重力形成的結合力。


5.焊接順序


通過確定合理的裝配順序,使工件結構能夠在相同的位置上收縮。在工件和軸上開雙面坡口,采用多層焊接,并確定雙面焊接順序。角焊中采用間斷焊接,第一焊中的收縮由第二焊中的收縮平衡。夾具可以將工件固定在需要的位置,增加其剛度,減少焊接變形。這種方法廣泛應用于小零件或小部件的焊接,但由于焊接應力的增大,僅適用于塑性較好的低碳鋼結構。


6.焊后去除收縮力


敲擊是一種抵消焊縫收縮力的方法,就像焊縫的冷卻一樣。敲擊會延伸焊縫,變薄,消除應力(彈性變形)。但必須注意的是,采用此方法時,不得敲擊焊縫根部,否則會產生裂紋。一般情況下,敲打也不能用于蓋面焊道。


由于在蓋面上可能會有焊縫裂紋,影響焊縫檢查,造成硬化效果。因此,技術應用受到限制,甚至有實例表明,為了解決變形或開裂問題,只需在多層焊縫(除打底焊和蓋面焊外)內進行打底焊。通過控制工件的高溫和冷卻,熱處理也是消除收縮的一種方法;有時,背靠背夾具的工件也是如此,通過這種消除應力的方式,工件的殘余應力可以降到最低。


7.減少焊接時間


在焊接過程中產生熱量并冷卻,傳遞熱量也需要時間。所以時間因素也影響變形。通常,在體積較大的工件受熱膨脹之前,望盡快完成焊接。焊接工藝,如焊條的類型和尺寸、焊接電流、焊接速度等。影響焊接工件的收縮和變形程度。采用機械化焊接設備,可減少焊接時間和受熱變形。

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