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焊接变形的矫正方法

admin2024-08-02人已围观

机械矫正法

1,手锤锻(敲)打:利用铁锤手工敲打变形焊接工件,为防止敲坏工件,一般要垫铁(最好是软金属材料),这是最简单的矫正方法。

2,对于薄型焊件,可采用辗压设备,如擀平机等,对焊缝及周围进行辗压,达到矫正目的;没有设备也可以根据实际情况利用现场的大货车,铲车等重车进行轮压。

3,对于简单,中小型焊接构件,可利用千斤顶(液压的,螺杆的均可)进行矫正。

4,对于刚度大,强度大的焊接件,可用压机(油压机,水压机,气压机)进行矫正。

5,对于型材可用专门的矫正设备(如辊压机等)进行矫正。

加热矫正法

6,加热矫正法的热源主要是火焰加热,决定加热矫正效果主要因素为:加热位置,加热温度和加热区形状;其中成败的关键是加热位置的正确选择,一般简构件凭经验判断;对于复杂构件要反复测试才能找到最佳加热位置。加热温度的判断,一般目测,也可用市售的测温仪(计)进行测量,加热温度一般不超过800℃(樱红色)。

7,点状加热:就是在金属表面集中一个点加热,圆点直径约10-20mm,点距在50-150mm,常加热完一个点后,立即用软锤敲击加热点,薄板敲打时背应加垫铁,并加水冷却(湿抹布擦拭也可),主要适合薄板的波浪形变形的矫正。

8,条状加热:在工件表面加热成条状带,带宽及带密度根据变形量决定,适用于厚板,变形量大,刚性大的结构(如粱,柱等)。

9,三角形加热(楔形加热):加热区成三角形,三角形底边收缩量大于顶端收缩量,适用于刚度大,变形大的构件,比如弯曲变形。

10,点状加热,条状加热和三角形加热能够有机,灵活运用,对于矫正工作起到事半功倍的效果。

11,整体加热:适用于数量大,焊件小的情况下,考虑采用整体加热,给以机械矫正(趁热打铁)缓冷,这对于淬火性较强的材料很实用。

其它热源加热矫正

12,对于表面没有要求的焊件可采用焊条电弧焊,熔化极气保焊等在需要加热的部位施焊,进而矫正。

13,对于表面有要求的构件可采用钨极氩弧焊对需要加热的部位进行不添丝施焊(母材不熔化)的方式进行矫正。

14,感应加热矫正,适合焊件较小而数量较大工件,这种方法生产效率高。

15,远红外加热矫正,适合大型复杂的构件和野外作业使用。

焊接变形矫正时注意事项

16,焊接性好的材料一般都能采用加热法矫正,比如:低碳钢,塑性好的不锈钢,强度较低的低合金钢(14MnNb,Q345,Q390,Q420,14MnVTiXt,10MnpNb等)。

17,火焰矫正时采用水急冷,一般要等红色退去后再浇水,对于有淬火倾向或刚性很大构件不宜使用。

18,加热火焰一般中性焰,如果加热深度有要求时,可用氧化焰。

19,加热矫正时要考虑到下道工序的要求,若下道工序是热加工(焊接、热切割),可在加热矫正过程中作出后序所需的反变形量。

20,加热法可以用来矫正变形,使构建平直,反过来也可以把平直的构件弯曲成形。

21,火焰加热的燃料有多种:乙炔、丙烷、液化气、天燃气、汽油、煤油等;设备有氧焊枪、喷灯等。

22,对于大件、复杂构件,往往需要双人或多人同时加热才行!

23,为提高矫正效率,有必要制作一些专用多头火焰喷火工具,以达到加热均匀,并提高矫正质量。

焊接变形

钢构件在未受荷载前,由于施焊电弧高温引起的变形为焊接变形。包括缩短、角度改变、弯曲变形等。

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影响

​焊接变形对结构安装精度有很大影响,过大的变形将显著降低结构的承载能力;

原因

对所有熔化式焊接,在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力,残余应力的存在会导致焊接构件的变形、开裂并降低其承载力;同时,在焊缝的焊趾部位还存在凹坑、余高、咬边造成的应力集中;而焊趾处的熔渣缺陷、微裂纹又形成了裂纹的提前萌生源。由于受残余拉应力、应力集中和裂纹萌生源的影响,焊接接头的疲劳寿命大大降低。

焊接变形

残余应力都集中在焊缝附近,当焊接残余应力与承载的工作应力叠加,其数值超过材料的屈服极限时,工件就会在焊缝附近产生焊接变形,断裂等现象。研究残余应力的影响不仅考虑其数值的大小,而残余应力的方向也是重要因素,用盲孔法残余应力检测仪可以对焊接残余应力值的大小和方向进行测量。在分析残余应力的影响时,即使焊接构件的残余应力值远远低于其材料的屈服极限,但如果存在严重的应力集中,那么焊接构件在其运输和使用过程中也会因残余应力的释放而发生永久性的塑性变形。

防止方法

通过消除焊缝及其热影响区残余应力,解决应力集中的问题,可以达到防止焊接变形的目的。

消除残余应力的方法很多,如自然时效、热时效、振动时效等,但自然时效周期太长,已不适合现在市场经济的快速要求;热时效不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入,而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异,其对残余应力的消除率一般在40~80%之间;振动时效虽然使用方便,但其应力消除率一般在30~50%。豪克能消除应力是最彻底消除焊接应力的方法,它不仅使残余应力的消除率达到80~100%,而且还能产生理想的压应力,这对焊接构件的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能也大有益处。

豪克能消除焊接应力,防止焊接变形的原理是利用大功率的豪克能推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面,由于豪克能的高频、高效和聚焦下的大能量,使金属表层产生较大的压缩塑性变形;同时豪克能冲击波改变了原有的应力场,产生一定数值的压应力,并使被冲击部位得以强化,防止焊接变形和焊缝开裂。

振动时效防止焊接变形的原理:振动时效是利用工件的共振,给工件施加附加交变应力或变形,当附加交变应力与残余应力叠加,通过材料内摩擦吸收能量,达到或超过材料的某一阀值时,工件发生微观或宏观粘弹塑性力学变化,从而降低和均化工件内部的残余应力,并使其尺寸精度达到稳定。

减小方法

减小变形的主要方法有,(1)选择合理的焊接顺序;(2)尽可能用对称焊缝(如工字形截面);(3)采用反变形法

焊接过程中控制变形的主要措施:

1、采用反变形

2、采用小锤锤击中间焊道

3、采用合理的焊接顺序

4、利用工卡具刚性固定

5、分析回弹常数。

矫正

焊接变形的矫正

机械矫正

1、机械矫正法

采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形, 以使原开缩短的部分得以延伸, 达到矫正变形的目的。其中多辊平板机适用于薄板拼焊件的矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形, 用于焊缝比较规范的薄壳结构。机械矫正法对塑性差的高强钢应慎用。

火焰矫正

2、火焰矫正法

利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形, 使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。本法简单, 机动灵活, 适用面广。在使用时应控制温度和加热位置。对低碳钢和普通低合金钢常采用600~800℃的加热温度。由于需再次加热, 对合金钢等慎用。

焊接变形分类

焊接变形可分为面内变形和面外变形。焊接变形的面内变形可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形,面外变形可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。

机械矫正法

采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形, 以使原开缩短的部分得以延伸, 达到矫正变形的目的。其中多辊平板机适用于薄板拼焊件的矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形, 用于焊缝比较规范的薄壳结构。机械矫正法对塑性差的高强钢应慎用。

火焰矫正法

利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形, 使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。本法简单, 机动灵活, 适用面广。在使用时应控制温度和加热位置。对低碳钢和普通低合金钢常采用600~800℃的加热温度。由于需再次加热, 对合金钢等慎用

钢构件在未受荷载前,由于施焊电弧高温引起的变形为焊接变形。包括缩短、角度改变、弯曲变形等。

对所有熔化式焊接,在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力,

残余应力的存在会导致焊接构件的变形、开裂并降低其承载力;同时,在焊缝的焊趾部位还存在凹坑、余高、咬边造成的应力集中;而焊趾处的熔渣缺陷、微裂纹又形成了裂纹的提前萌生源。由于受残余拉应力、应力集中和裂纹萌生源的影响,焊接接头的疲劳寿命大大降低。

残余应力都集中在焊缝附近,当焊接残余应力与承载的工作应力叠加,其数值超过材料的屈服极限时,工件就会在焊缝附近产生焊接变形,断裂等现象。研究残余应力的影响不仅考虑其数值的大小,而残余应力的方向也是重要因素,用盲孔法残余应力检测仪可以对焊接残余应力值的大小和方向进行测量。在分析残余应力的影响时,即使焊接构件的残余应力值远远低于其材料的屈服极限,但如果存在严重的应力集中,那么焊接构件在其运输和使用过程中也会因残余应力的释放而发生永久性的塑性变形。

1、机械矫正法

采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形, 以使原开缩短的部分得以延伸, 达到矫正变形的目的。其中多辊平板机适用于薄板拼焊件的矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形, 用于焊缝比较规范的薄壳结构。机械矫正法对塑性差的高强钢应慎用。

2、火焰矫正法

利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形, 使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。本法简单, 机动灵活, 适用面广。在使用时应控制温度和加热位置。对低碳钢和普通低合金钢常采用600~800℃的加热温度。由于需再次加热, 对合金钢等慎用。

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