如何避免不锈钢薄板焊接变形的方法

2018-12-3113:27:47如何避免不锈钢薄板焊接变形的方法已关闭评论

薄板通常是指焊接厚度小于4mm的钢板(包括不锈钢薄板,镀锌板,铁板),想要控制和避免薄板复合材料的焊接变形就需要不锈钢加工厂具有一定的预防措施和矫正方法。以下方法仅供参考。

不锈钢薄板焊接 (1)

一、不锈钢薄板焊接变形的原因

电弧焊是一种不均匀的快速加热和冷却过程,其中在焊接中或焊接后可能发生变形。影响焊接变形的最基本因素是热变形和焊接部件的刚性条件。焊接过程中的热变形受到元件刚性条件的限制,发生压缩塑性变形,导致焊接残余变形。

1)影响焊接热变形的因素:

因素1:焊接方法。

不同的焊接方法会产生不同的温度场,形成不同的热变形。通常,自动焊接比手动焊接更集中,手动焊接窄且变形小。对于薄的wilding线,高电流密度,加热浓度,CO2气体保护焊接导致小的变形。

因素2:焊接参数

即,焊接电流,电弧电压和焊接速度这三个参数。线能量越大,焊接变形越大。焊接变形随着焊接电流和电弧电压的增加而增加,随着焊接速度的增加而减小。在三个参数中,电弧电压的影响是明显的,因此低电压,高速和强电流密度的自动焊接导致焊接变形小。

因素3:焊缝量和横截面尺寸。

焊缝越多,横截面尺寸越大,不锈钢薄板的焊接变形越大。

因素4:操作方法。

由于连续焊接和间歇焊接产生不同的温度场,因此热变形不同。通常,连续焊接变形大,不连续焊接变形最小。

因素5:材料的热物理性质。

不同的材料具有不同的导热系数,比热和膨胀系数,导致不同的热变形和焊接变形。

2)影响焊接部件刚性系数的因素

因素1:组件的大小和形状。

随着部件的刚性增加,不锈钢薄板焊接变形变小。

因素2:轮胎夹具的应用。

使用轮胎夹具可以增加部件的刚性,从而减少焊接变形。

因素3:装配焊接程序。

组装焊接过程会导致组件在不同组装阶段的刚度和重心位置的变化,这对控制元件的焊接变形有很大影响。

通常,在紧密的条件下,焊接部件具有大的焊接变形,反之亦然。

二、焊接变形的类型

任何钢结构的焊接变形可分为整体变形和部分变形。

整体变形是指焊接不锈钢薄板后,部件的尺寸或形状发生变化,包括纵向和横向收缩(总尺寸减小),弯曲变形(凹陷和下垂),变形等。

部分失真是指焊接后某些区域的失真,包括角度失真和波形失真。

三、避免不锈钢薄板焊接变形的原理和方法

1、焊接变形的原理:

焊接过程中焊接元件的热变形和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,焊接残余变形是不可避免的,即不可能完全消除焊接变形。为了控制焊接,必须同时从不锈钢薄板部件的设计和施工技术中获得残余变形。设计不锈钢薄板组件时,除了满足强度和使用性能外,还必须满足最小的焊接变形和最小的工时。因此,优化板坯接头的布局是非常重要的。在设计板坯接头的布局时,通常较少考虑技术性能,这很容易引起焊接变形。

2、避免不锈钢薄板变形的措施

不锈钢薄板焊接工艺是钢结构施工中的重要工序之一。合理的焊接工艺是减少焊接变形和降低应力集中的有效方法。为了控制焊接变形,应采取有效措施去避免,例如:

  • 元件可分为几个小部件和元件部分,将焊接变形传递到不同部件,便于元件失真控制和校正;
  • 为避免焊接后的变形和过度弯曲变形,零件的焊缝布局应对称或接近横截面的中性轴。
  • 对于每个主焊缝,尽可能选择小焊脚尺寸和短焊缝;
  • 避免焊缝过度集中和交叉布置;
  • 尽可能使用宽钢板和长钢板,或减少焊缝数量等。

3、控制不锈钢薄板部件焊接变形的方法有:

  1. 装配部件没有装配应力。
  2. 采用自动焊接等气体保护焊接技术; 例如,最先进的Ar + CO2混合气体MAG保护焊接。
  3. 合理选择焊接规范参数和装配焊接顺序。
  4. 减少焊丝供应,降低电流,电压,改变极性(通常为直流反极性,直流正极性)。首先焊接短接缝,然后焊接长接缝,从内向外焊接后退焊接。
  5. 可以合理地使用刚性固定方法和抗变形方法。

四、薄结构件的焊接变形校正

在成型钢结构中,虽然采取了元件设计和施工技术来控制焊接变形的措施,但由于焊接和施工技术的复杂性,焊接变形仍然是不可避免的,因此,超出设计要求的焊接变形必须得到纠正。

整流仅限于纠正焊接部件的某些变形,例如角度变形,弯曲变形,波浪变形等,对于部件的整体变形,例如纵向和横向收缩(总尺寸缩短)只能通过补偿来补偿冲裁或装配补贴。采用机械整流矫正钢结构易造成金属硬化,消耗一定量的材料储备,因此仅适用于塑性好的材料。

在实际生产中,机械整流可采用大型液压机和摩擦压力机。采用火焰整流矫正钢结构时,冷却后,焊接金属部件会产生不可逆的压缩和塑性变形,从而可以纠正整个焊接部件的变形。火焰整流方法也消耗一定的可塑性,因此在将其用于脆性材料或塑料材料时应更多地考虑。应适当控制火焰加热的温度,因为过高的温度会降低材料的机械性能,而过低的温度会降低校正效率。

由于冷却速度对校正效果没有影响,在施工过程中,在加热时喷水冷却,提高了工作效率,提高了整流效果。

综上所述,在生产钢结构中,不锈钢薄板焊接变形是不可避免的,只能通过采取有效的方法和措施来控制,并在超出公差要求的焊接变形方面进行矫正。通过这种方式,可以达到钢结构的质量和经济要求。

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