平板堆焊角变形、横向收缩、挠曲变形的分布规律及影响因素,实验报告

实验报告
平板堆焊角变形、横向收缩、挠曲变形的分布规律及影
响因素
班级：焊接 103
同组人：
一、实验目的
1.掌握平板堆焊角变形、横向收缩、挠曲变形产生的原因及分布规律
2.了解不同的线能量对角变形、横向收缩、挠曲变形大小的影响及其沿板全长方向上分布的影响
3. 基本的焊接操作技术了解和运用
4. 焊接过程中接头结构变形的认识和控制
二、实验设备
1、仪器设备：315型交流弧焊机、焊接工作台、量角器、钢板尺、直角尺、变形测量卡具、高度游标尺、游标卡尺、烘箱、敲渣锤、铣床
2、耗材：焊接试板、焊条、面罩、防护手套
三、实验原理
采用等速移动热源实施堆焊、对接、搭接和丁字接头的焊接时不仅会引起纵向及横向收缩,而且还会由于板厚方向上温度分布不均匀焊接面的横向收缩量比背面大从而使构件平板沿焊缝产生一个角位移即角变形。

本实验采用平板试板中心沿其全长进行表面堆焊。

表面熔化的高温区金属的热膨胀由于受到附近沿板长度、宽度和厚度方向温度较低金属的阻碍受到挤压而产生压缩塑性变形。

同时由于沿板厚度方向上的不均匀加热、焊接面的温度高于背面焊接面产生的压缩塑性变形量比背面大故冷却后产生绕焊缝偏转的角边形。

角变形的大小取决于压缩塑性变形的大小及分布情况同时也取决于板的刚度。

在试板以定并在自由状态下施焊时压缩塑性变形的大小和
分布情况主要取决于线能量。

线能量不同产生的横向收缩量及角变形的大小亦不同。

四、实验分析
分析电焊工艺参数对点焊接头质量的影响。

1、焊接电源种类和极性的选择
焊接电源种类：交流、直流
极性选择：正接、反接
正接：焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。

反接：焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。

极性选择原则：碱性焊条常采用直流反接，否则，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大，酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。

2、焊条直径
可根据焊件厚度进行选择。

一般厚度越大，选用的焊条直径越粗，焊条直径与焊件的关系见下表：
3、焊接电流的选择
选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如：焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。

但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。

（1）焊条直径焊条直径越粗，焊接电流越大。

下表供参考
（2）焊接位置平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。

横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10~20%。

角焊电流比平焊电流稍大一些。

（3）焊道层次
打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。

碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。

不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流小左右等。

总之，电流过大过小都易产生焊接
缺陷。

电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造成咬边、弧坑等到缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。

（4）电弧电压
电弧电压主要决定于弧长。

电弧长，则电弧电压高；反之，则低。

在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，而且尽可能用短弧焊接。

所谓短弧是指弧长焊条直径的0.5~1.0倍，超过这个限度即为长弧。

（5）焊接速度
在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下，由操作者灵活掌握。

速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成未焊透，未熔合，焊缝成型不良好等缺陷。

（6）速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求，但是根据经验公式，可知当电流小于600A时，电压取20＋0.04I。

当电流大于600A时电压取44V。

导致焊接结构变形的主要因素
1.焊缝的住置
焊缝布局不对称或焊缝截面重心与焊件重心不重合时容易引起弯曲变形或角变形
2.刚性的大小
在同样作用力下焊件刚性较大时变形小反之较大
3.装配和焊接顺序
对于焊接结构较复杂的焊件一般不能整体装配焊接而是要边装配边焊接此时就要选择合适的装配焊接顺序尽可能减少变形
4.焊接工艺参数的选择
焊接线能量对焊接变形也有影响随着线能量的增加加热宽度增加焊接变形也增加 另外在焊接时如运棒速度太快焊接部位冷却后收缩应力会增大变形增加
5.坡口型式
坡口角度越大融敷金属的填充量越大焊缝上下收缩量差别越大角变形就越大
6.焊缝长度
用手工电弧焊焊接长缝时一般来说焊前要沿焊缝进行点固焊这样做有利于减小焊接变形和焊接内应力口
防止焊接变形的措施
针对手工电弧焊焊接变形的原因和种类应从结构设计和工艺措施等方面来减少焊接变形有效防止或减少焊接变形所带来的危害
1.选择合适的焊缝尺寸
焊缝尺寸增加焊接变形亦随之增大但过小的焊缝尺寸会降低结构的承载能力同时使接头的冷却速度加快易产生裂纹、热影响区硬度增高等缺陷所以在满足结构的承载能力和保证焊接质量的前提下应根据板厚选取合适的焊缝尺寸
2.减少焊缝的数量
适当增加板的厚度可减少肋板的数量从而减少焊缝和焊后变形校正量对自重要求不高的结构即使重量稍大这样做仍是比较经济的
3.合理安排焊缝位置
焊缝对称于构件截面的中心轴或使焊缝接近中心轴可减少弯曲变形 焊缝不能太密应尽可能避免交叉焊缝
4.预留收缩余量
为了补偿焊后的收缩可预留收缩余量以抵消变形这种方法叫做反变形法
5.采用合理的装配程序
将构件适当地分成若干部件分别装配、焊接最后组焊成整体这样做使不对称的焊缝或收缩量大的焊缝可以自由地收缩而不影响整体结构。