焊接变形产生原因及防止措施

焊接变形产生原因及防止措施2020/6/2412目录一、焊接变形的定义及表现形式二、焊接变形的原因三、一般焊接变形的控制四、公司目前的焊接修补情况五、复合板焊接修补六、矫正焊接残余变形的方法3焊接过程中焊件产生的变形称为焊接变形。焊后，焊件残留的变形称为焊接残余变形。焊接残余变形有纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形等共六种。一、焊接变形的定义及表现形式4复合板修补时主要是收缩变形、弯曲变形和波浪变形5二、焊接变形的原因•焊接时，由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀，最终导致在结构内部产生了焊接应力与变形。（内变形）•焊缝金属冷却时，当它由液态转为固态时，其体积要收缩。由于焊缝金属与母材是紧密联系的，因此，焊缝金属并不能自由收缩，这将引起整个焊件的变形，同时在焊缝中引起残余应力。(缩边)6焊接变形与热输入的关系7角变形与热输入的关系8堆焊电流对堆焊焊缝尺寸的影响9三、一般焊接变形的控制•通过合理的焊接方向来控制焊接变形•通过合理的焊接顺序来控制焊接变形•冷焊法•散热法•留余量法•利用刚性固定法来控制焊接变形•锤击焊缝•利用反变形法来控制焊接残余变形10•逆向分段退焊法同一条或同一直线的若干条焊缝，采用自中间向两侧分段退焊的方法，可以有效地控制残余变形。3.1通过合理的焊接方向来控制焊接变形11•跳焊法如构件上有数量较多又互相隔开的焊缝时，可采用适当的跳焊，使构件上的热量分布趋于均匀，能减少焊接残余变形。3.2通过合理的焊接顺序来控制焊接变形12冷焊法是通过减少焊件受热来减小焊接部位与结构上其它部位间的温度差。具体做法有：尽量采用小的线能量施焊，选用小直径焊条，小电流、快速焊及多层多道焊。3.3冷焊法133.4散热法•就是利用各种办法将施焊处的热量迅速散走，减小焊缝及其附近的受热区，同时还使受热区的受热程度大大降低，达到减小焊接变形的目的。利用散热法减少薄板的焊接变形见图9。图9b是将焊件浸入水中进行焊接（常用于小容器焊接）。图9c是用水冷铜块进行冷却。•散热法和冷焊法原理是一样的，就是减少热输入14153.5留余量法•留余量法此法即是在下料时，将零件的长度或宽度尺寸比设计尺寸适当加大，以补偿焊件的收缩。余量的多少可根据公式并结合生产经验来确定。留余量法主要是用于防止焊件的收缩变形。•对于复合板来修补来说：就是先修补后再切割。163.6、利用刚性固定法来控制焊接变形•焊前对焊件采用外加刚性拘束，强制焊件在焊接时不能自由变形，这种防止焊接残余变形的方法称为刚性固定法。17刚性固定法（一）•将焊件固定在刚性平台上。薄板焊接时，可将其用定位焊缝固定在刚性平台上，并且用压铁压住修补区附近，待修补区焊缝全部焊完冷却后，再磨掉定位焊缝，这样可避免薄板焊接时产生波浪变形。18刚性固定法（二）•用临时支撑(立条)增加结构件的拘束，在容易发生变形的部位焊上一些临时支撑或拉杆，增加局部的刚度，能有效地减小焊接变形。193.7锤击焊缝•在焊后用手锤或一定直径的半球形风锤锤击焊缝，可使焊缝金属产生延伸变形，能抵消一部分压缩塑性变形，起到减小焊接应力的作用。锤击时注意施力应适度，以免施力过大而产生裂纹。203.8、利用反变形法来控制焊接残余变形•为了抵消焊接残余变形，焊前先将焊件向与焊接残余变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称为反变形法。(不锈钢和复合板对接)21四、公司目前的焊接修补情况•焊机电流调节指示标损坏，焊工不能根据操作规程电流施焊，都是根据个人喜好调节电流、电压进行施焊。•为了追求焊接速度，用大规格焊条、大电流进行快速施焊(立条焊接也存在这问题)。•焊接速度太快，层间温度过高，使的焊件局部温度过高。•焊工为了赶交货期，没有按照操作规程，间断、分段、控制层间温度进行焊接。222、不同直径焊条电流的选择对于用电焊条的手工焊接来说可参照以下公式:I=D*D*12±15I表示焊接电流,D表示焊条直径如：φ3.2焊条用130A左右φ4焊条用180A左右φ5焊条用300A左右233、焊接方法•分段、间歇焊接，连续焊接长度不超过10cm。•尽量控制热量输入，减小熔合比，使焊接热量快速散走。•留余量法(要求先探伤完，再修补、后切割)。•用刚性固定法。山东鲍德金属复合板有限公司245、大面积不复合修补•若每块的堆焊面积过大时(大于150X150mm)，应采用分区堆焊，以避免热量过于集中而发生变形或裂纹。施焊前，将需要堆焊的部位划成正方形或三角形，每边长100～150㎜，避免热量过于集中，并在各堆焊区排定先后施焊次序，以跳焊方式施焊，使两个焊区尽量离得远些，避免热量过于集中，相邻区域焊逢的施焊方向，正方形的应互成90°，三角形的要互成60°。以减少应力集中。25六、矫正焊接残余变形的方法•在焊接结构生产中，首先应采取各种措施来防止和控制焊接变形。但是焊接变形是难以避免的，因为影响残余变形的因素太多，生产中无法面面俱到。当焊接结构中的残余变形超出技术要求的变形范围时，就必须对焊件的变形进行矫正。261、手工锤击矫正薄板波浪变形的方法•手工锤击矫正薄板波浪变形的方法，见图11。图11a表示薄板原始的变形情况，锤击时锤击部位不能是突起的地方，这样结果只能朝反方向突出，见图11b，接着又要锤击反面，结果不仅不能矫平，反而要增加变形。正确的方法是锤击突起部分四周的金属，使之产生塑性伸长，并沿半径方向由里向外锤击，见图11c，或者沿着突起部分四周逐渐向里锤击，见图11d。272、机械矫正法•机械矫正法就是利用机器或工具来矫正焊接变形。具体地说，就是用千斤顶、拉紧器、压力机、矫直机等将焊件顶直或压平。山东鲍德金属复合板有限公司283．火焰加热矫正法•火焰加热矫正就是利用火焰对焊件进行局部加热，使焊件产生新的变形去抵消焊接变形。火焰加热矫正法在生产中应用广泛，主要用于矫正弯曲变形、角变形、波浪变形等，也可用于矫正扭曲变形。29•火焰加热的方式有点状加热、线状加热和三角形加热。•(1)点状加热加热点的数目应根据复合板的厚度和变形情况而定。对于厚板，加热点的直径应大些；薄板的加热点直径则应小些。变形量大时，加热点之间距离应小一些；变形量小时，加热点之间距离应大一些。30•(2)线状加热火焰沿直线缓慢移动或同时作横向摆动，形成一个加热带的加热方式，称为线状加热。线状加热有直通加热、链状加热和带状加热三种形式。线状加热可用于矫正波浪变形，角变形和弯曲变形等。31•(3)三角形加热即加热区域呈三角形，一般用于矫正刚度大，厚度较大的结构的弯曲变形。加热时，三角形的底边应在被矫正结构的拱边上，顶端朝焊件的弯曲方向。三角形加热与线状加热联合使用，对矫正大而厚焊件的焊接变形，效果更佳。32结束