鋼格板焊接變形的影響因素
1. 輸入熱源對焊接變形的影響 在鋼格板焊接過程中,受到局(jú)部(bù)高溫(wēn)熱(rè)源的影響,焊縫區 被急劇加熱,並局部熔化。該區域材料被加熱,使焊接 區擴(kuò)展,而鋼格柵周圍溫度相對較低區域對焊接區產生約束(shù), 從而產生彈性熱應力,材料的屈服應力極限在溫度升高(gāo)後急劇下降,導致熱彈性應力超過(guò)屈服極限,形成熱 壓縮。 冷卻時,焊縫(féng)區材料(liào)收縮(suō)受到周圍區域不均勻 溫度場的(de)影響,產生不均勻的收縮變形,焊(hàn)接區(qū)呈現拉 伸(shēn)殘餘應力,相鄰區(qū)域承受壓縮殘餘應力。 不鏽鋼鋼格板焊接對於熱(rè)源的輸入非常敏感,合理 控製(zhì)輸入熱源能量的大小對於格柵板焊件質量有重要意義。 輸入較大的熱源能量會造成較大的收縮變(biàn)形,反之,輸 入(rù)較小的熱源能量會造成較小的收(shōu)縮變形。因此(cǐ)在保 證焊縫形成良(liáng)好情況下,選用盡可能小的輸入熱源。
2 .焊縫尺(chǐ)寸對焊接變形的影(yǐng)響 對於不鏽鋼鋼格板焊(hàn)接來說,焊縫(féng)的麵積 尺(chǐ)寸與鋼格(gé)板焊(hàn)件的撓曲變形有著密不可分的關係, 另外,焊縫(féng)在結構中的位置對於不鏽鋼鋼格板焊接 變形也會產生影響。不對稱(chēng)的安排會導致焊件(jiàn)的彎曲 變形,鋼格板焊件(jiàn)截(jié)麵中性軸越接近焊縫,相對而(ér)言彎曲變形 越小;反之(zhī),焊件截麵中性軸離焊縫越遠,相對而言彎 曲變形越大。
3.焊板初始粗糙度和板(bǎn)厚對焊接變形的影響 但在實際加工生產中不可能製造出理(lǐ)想(xiǎng)情況下的不鏽 鋼板材,其(qí)可(kě)能存在不同程度的初始撓(náo)曲變形或者初 始幾何缺陷,這些初始表麵粗糙(cāo)度和缺陷會在一定程(chéng) 度上造成鋼格板焊接的臨界失穩變(biàn)形。 對於存在不平(píng)整 度問題的板材,殘餘應力的增加,起始(shǐ)階段板材撓度的 增長是相對緩慢的;但在焊接產生(shēng)的殘餘應力(lì)超過某一定值時,瞬間板材撓度的增加(jiā)會相對較快。初始粗 糙度相對較大時,板材所能承受的臨界載荷值就會(huì)在 一定程度上降低,產(chǎn)生(shēng)失穩變形越容易。 因此必須嚴格控製不鏽鋼板材焊件的初始表麵粗糙度,否則其會 大大地影響(xiǎng)著(zhe)焊接抗(kàng)失穩變形阻力和臨界載荷。 除初始表麵粗糙度外,板材厚度對於失穩變形 也是一個重要的影響因素。焊板厚度越小,其剛度就 越小,抵抗彎曲(qǔ)變(biàn)形(xíng)的能力就越低,在不鏽鋼板(bǎn)材對接 焊時,受到高溫熱源的影響,就更容易發生撓曲(qǔ)變形。 相反,焊接厚(hòu)度越大,剛度就更大,不易變(biàn)形。
4、鋼格板裝配對焊接變形的影響(xiǎng) 鋼格板焊接時選擇合適的焊件裝配順序,避免(miǎn)在總 的構(gòu)件內引起多餘的裝配應力。由於在(zài)不同裝配階段 裝配體(tǐ)總的剛性化和重心位置的改變,會導致裝(zhuāng)配後鋼格板 焊件內存在本不應該有的(de)應力。 一般而言,處理不好 裝(zhuāng)配焊接順序,會直接影響焊接(jiē)的質量。另外,在不鏽 鋼鋼格板裝配過程中有(yǒu)可能產生(shēng)新的殘餘應力,如(rú)果新 的殘餘應力大於臨界變形應(yīng)力,就會引起焊件變形。 因(yīn)此應該盡可能減少或(huò)者避免產(chǎn)生裝配應力。 總(zǒng)之,焊接變形影響因素(sù)並不是孤立存在(zài)的,焊接 不規則的形變是多個因素綜合(hé)作用的結果(guǒ)。 這需要從(cóng)多個角度(dù)綜合考慮,在生產和設計過程中找到一個更 合理的措施,以減小焊接變形。 變形的控製及工藝措施: 不論是手工焊接(jiē)和自(zì)動焊(hàn)接技術、焊接經驗和焊接工藝的選擇都是很重要,因此操作人員除了平時加強焊接技術的訓(xùn)練和焊接技(jì)術的(de)積累外,還要合理的選擇焊接(jiē)工藝,這樣對焊接質量的提高有著(zhe)深遠的意義 1、 鋼性強製性固定法(fǎ)焊(hàn)接。采用焊接夾具或者組(zǔ)合夾具,將鋼格板焊件強製(zhì)性固定牢靠後對焊件進行焊接,目的是增強其組合的鋼性,減小(xiǎo)焊接過程中變(biàn)形的傾向。保證裝配的幾何尺寸。如(rú)果鋼(gāng)格(gé)板的焊(hàn)縫比較長,可以采用壓鐵法分別放在焊縫的兩(liǎng)邊,以減少焊(hàn)縫的變形。 2.不鏽鋼鋼格板在焊接過程(chéng)中減小變形的技術措施。在焊接過程中要注意以下兩方麵(miàn)的問題。a.盡量減小加熱階段(duàn)產生的縱向塑性壓變力。縱向塑性壓變(biàn)力包括:預拉伸(shēn)力(機械(xiè)拉伸和預置溫度拉伸)、等效降低熱輸入法(采用的各種冷卻夾具(jù)焊縫兩側預先沉積的吸熱物質等)和(hé)降溫(wēn)梯度的均勻預熱法。b.盡量增大冷卻過(guò)程(chéng)中的縱向塑性(xìng)拉應變,其中(zhōng)包括夾具的(de)拘束動態溫差拉伸(隨(suí)焊激冷)和(hé)靜態溫差拉伸。 3、不鏽鋼鋼格板在焊接後(hòu)的變形控製措施。最(zuì)科學的方法是采用多點加(jiā)熱的方法對不(bú)鏽(xiù)鋼鋼格板產生的凸凹(āo)變形進行矯正,一般情況下,加熱點直徑不小於(yú) 15mm,加熱點與加熱點之間的距(jù)離應該根據板材的(de)變形量大小來(lái)製定,正常的情況下在 50-100mm 範圍內。通過采用焊接後消除殘餘應力熱處理法克服鋼製焊接構(gòu)件的變形研究表明,為了更好的防治(zhì)不(bú)鏽鋼薄板焊接後回(huí)彈變形,穩定構件的尺寸,通過縫隙(xì)試樣、板(bǎn)條、板塊(kuài)試(shì)樣等方式強製焊接後,再對構件進(jìn)行(háng)焊後熱處理(lǐ)可以有效的(de)克(kè)服板材焊接(jiē)的變形。
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