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技能培训资料:钣金件焊接要点.docx

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1、焊接变形产生的原因 电弧焊是一个不均匀的快速加热和冷却的过程,焊接过程中及焊后,焊接构件都将产生变形。影响焊接变形最根本的因素是:焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件。在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束,出现了压缩塑性变形,这就产生了焊接残余变形。(一) 影响焊接热变形的因素 1、焊接工艺方法。不同的焊接方法,将产生不同的温度场,形成的热变形也不相同。一般来说,自动焊比手工焊加热集中,受热区窄,变形较小。CO2气体保护焊焊丝细,电流密度大,加热集中,变形小。 2、焊接参数。即焊接电流、电弧电压和焊接速度。线能量越大,焊接变形越大。焊接变形随焊接电流和电弧电压的增大而增大,随焊接速度

2、增大而减小。在3个参数中,电弧电压的作用明显,因此低电压高速大电流密度的自动焊变形较小。3、焊缝数量和断面大小。焊缝数量越多,断面尺寸越大,焊接变形越大。 4、施工方法。连续焊、断续焊的温度场不同,产生的热变形也不同。通常连续焊变形较大,断续焊变形最小。 5、材料的热物理性能。不同的材料,导热系数、比热和膨胀系数等均不相同,产生的热变形也不相同,焊接变形也不相同。 (二) 影响焊接构件刚性系数的因素 1构件的尺寸和形状。随着构件刚性的增加,焊接变形越小。 2胎夹具的应用。采用胎夹具,增加了构件的刚性,从而减少焊接变形。 3装配焊接程序。装配焊接程序能引起构件在不同装配阶段刚性的变化和重心位置的

3、改变,对控制构件的焊接变形有很大的影响。 一般来说,焊接构件在拘束小的条件下,焊接变形大,反之,则变形小。薄板结结构焊接变形的种类 任何钢结构的焊接变形,可分为整体变形和局部变形。整体变形就是焊接以后,整个构件的尺寸或形状发生的变化,包括纵向和横向收缩(总尺寸缩短),弯曲变形(中拱、中垂)和扭曲变形等。局部变形是指焊接以后,构件的局部区域出现的变形,包括角变形和波浪变形等。 图片四、控制薄板结结构焊接变形的原则与方法 焊接过程中的热变形和施焊时焊接构件的刚性条件,是影响焊接残余变形的两个主要因素。根据这两个主要因素,可以认为焊接残余变形是不可避免的,即完全消除焊接变形是不太可能的。控制焊接残余

4、变形,必须从薄板结构件设计,和施工工艺两个方面同时采取措施。 在薄板结构件设计上,除了要满足构件的强度和使用性能外,还必须满足构件制造中焊接变形最小,及耗费劳动工时最低的要求。因此优化板缝布置尤为重要,设计图纸中的板缝布置往往对工艺性考虑不周 ,容易引起焊接变形。 焊接工艺是钢结构施工中的重要工艺之一。合理的焊接工艺是减少焊接变形,减少应力集中的有效方法。 为了控制构件焊接变形,应尽可能采取有效措施,如:将构件分为若干小部件与构件分段,使焊接变形分散在各个部件上,便于构件变形的控制与矫正;使各部件焊缝的布置与构件分段截面中性轴对称,或接近截面中性轴,避免焊接后产生扭曲和过大的弯曲变形;对每一条

5、主要焊缝,尽可能选择小的焊脚尺寸和短的焊缝;避免焊缝过分集中和交叉布置;尽可能采用宽而长的钢板或能减少焊缝数量的结构形式,等等。控制薄板结构件焊接变形的工艺方法有:(一)、在无装配应力强制下进行构件装配;(二)、采用自动焊和其它气体保护焊工艺:如最先进的Ar+CO2混合气体MAG保护焊。 (三)、合理选择焊接规范参数和装配焊接顺序。减少焊丝供给量,降低电流、电压,改变极性(通常为直流反极性直流正极性)。先焊短焊缝后焊长焊缝,采取分段退焊,由内向外依次进行。(四)、尽可能合理运用刚性固定法,反变形法。薄板结构件焊接变形的矫正 钢结构的建造过程中,尽管在其构件设计和施工工艺上采取措施来控制焊接变形

6、,但由于焊接过程的特点和施工工艺的复杂性,产生焊接变形仍是不可避免的,因此,对出现超出设计要求的焊接变形必须进行矫正。矫正工艺只限于矫正焊接构件的局部变形,如角变形、弯曲变形、波浪变形等等,对于构件结构的整体变形如纵向和横向收缩(总尺寸缩短),只能通过下料或装配时预放余量来补偿。 采用机械矫正法校正钢结构,容易引起金属冷作硬化,消耗材料一定数量的塑性储备,只能用于塑性良好的材料,实际生产中,机械矫正法矫正过程中可能使用专用的大型油压机、摩擦压力机矫正。 采用火焰矫正法校正钢结构,矫正冷却后,焊接构件这部分金属获得不可逆的压缩塑性变形,使整个焊接构件变形得到矫正。火焰矫正法同样要消耗材料一部分塑性,对于脆性材料或塑性差的材料要谨慎使用。要适当控制火焰加热的温度,温度过高材料机械性能降低,温度过低使矫正效率降低。由于冷却速度对矫正效果不产生任何影响,施工过程中多采用边加热边喷水冷却的方法,既提高了工作效率,又提高了矫正效果。

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