焊接变形控制焊接顺序
焊接工艺顺序
补办的焊接顺序
2
1
3
以上面的示图为例
遵守焊接顺序,保证焊接的连续性
型材的对接焊焊接顺序
3 3 1 2 2
4
以上面的示图为例
遵守焊接顺序,保证焊接的连续性
十字对接焊 焊接顺序
2 2 3 1
焊接保留 150-300气刨后 Nhomakorabea磨 清理缺陷
气刨后打磨 清理缺陷
4
4 1 5 2
焊接保留 150-300
焊接保留 150-300
3
以上面的示图为例 遵守焊接顺序,保证焊接的连续性
长距离焊接 焊接顺序
2 6 7 4 1 2 3 4 4 8 5 1 9
退焊 焊接法
跳焊 焊接法 遵守焊接顺序,保证焊接的连续性
焊接工艺顺序
目
录
-- 焊接顺序的目的 -- 焊接顺序的原则 -- 常见的焊接顺序
• 焊接顺序的目的:
-- 削弱焊接应力的集中,保证焊接的连续性和防止变形
• 焊接顺序的原则:
-- 广义原则:
1、 焊接时尽量减少热输入量和尽量减少填充金属 ; 2、组焊结构应合理分配各个组单元,并进行合理的组对焊接; 3、位于构件刚性最大的部位最后焊接; 4、由中间向两侧对称进行焊接; 5、先焊对接焊缝,然后焊角焊缝; 6、先焊短焊缝,后焊长焊缝; 7、先焊对接焊缝,后焊环焊缝; 8、当存在焊接应力时,先焊拉应力区,后焊剪应力和压应力 区; 9、当对变形有特殊限制时,可采用分段退焊法,
-- 局部接头的焊接顺序原则 由中向外焊,有下向上焊,从焊渣多的地方焊起,
• 常见 的接头焊接顺序
“T”字对接焊的焊接顺序
气刨后打磨 清理缺陷 气刨后打磨 清理缺陷
1 1
焊接顺序与焊接变形
单条焊缝板列焊接顺序
结构件焊接顺序原则
总原则:先内后外,先横(立)后纵(平)。 ◆ 先焊上下盖板内的焊缝,后焊裸露在表面的焊缝; ◆ 垂直焊缝与水平焊缝相交时,先焊垂直焊缝; ◆ 平行焊缝同时同方向焊接,尽量采用对称焊接,焊缝分布不 对称时先焊焊缝较少的一侧; ◆ 长焊缝采取从中间向两端分段退焊(大于800mm); ◆ 多层焊时,各层之间的焊缝方向应相反,其接头应相互错开。 ◆ 对接焊缝先焊平对接焊缝,后焊横对接焊缝,最后焊立对接 焊缝。有坡口的焊缝先焊,无坡口饿焊缝后焊; ◆ 角接焊缝的焊接顺序为:先焊立角焊缝,后焊平角焊缝。仰 角焊缝最好能够翻转变成平角焊缝。
焊接顺序实例
焊接顺序实例
选择焊接顺序的一般原则
焊接顺序的基本原则在船体建造中,为了减小船体结构的变形和应力,正确选择和严格遵守焊接顺序,是保证船体焊接质量的重要措施。
由于船体结构复杂,各类型的船体结构也不一样,因此焊接顺序也有所不同。
所谓焊接顺序就是减小结构变形,降低焊接残余应力并使其分布合理的按一定次序进行焊接的过程。
船体结构焊接顺序的基本原则是:(1)船体外板、甲板的拼缝,一般应先焊横向焊缝(短焊缝),后焊纵向焊缝(长焊缝),见图14-1,对具有中心线且左右对称的构件,应该左右对称地进行焊接,最好是双数焊工同时进行,避免构件中心线产生移位。
埋弧焊一般为先纵缝后横缝。
(2)构件中如同时存在对接缝和角接缝时,则应先焊对接缝,后焊角接缝。
如同时存在立焊缝和平焊缝,则应先焊立焊缝,后焊平焊缝。
所有焊缝应采取由中向左右,由中向艏艉,由下往上的焊接次序。
(3)凡靠近总段和分段合拢处的板缝和角焊缝应留出200~300毫米暂不焊,以利船台装配对接,待分段、总段合拢后再进行焊接。
(4)手工焊时长度≤1000毫米可采用连续直通焊,≥1000毫米时采用分中逐步退焊法或分段逐步退焊法等方法,参照第十三章焊接应力与变形的图13-35。
(5)在结构中同时存在厚板与薄板构件时,先焊收缩量大的厚板多层焊,后焊薄板单层焊缝。
多层焊时,各层的焊接方向最好要相反,各层焊缝的接头应相互错开。
或采用分段焊法,见图14-2。
焊缝的接头不应处在纵横焊缝的交叉点。
(6)刚性较大的接缝,如立体分段的对接接缝(大接头),焊接过程不应间断,应力求迅速连续完成。
(7)分段接头T形、十字形交叉对接焊缝的焊接顺序:T字形对接焊缝可采用直接先焊好横焊缝(立焊),后焊纵焊缝(横焊),见图14-3(a)。
也可以采用图14-4(b)所示的顺序,在交叉处两边各留出200~300毫米,待以后最后焊接,这可防止在交叉部位由于应力过大而产生裂缝。
同样横缝叉开的T字形交叉对接焊缝的焊接顺序,见图14-3(d)。
十字形对接焊缝的焊接顺序,见图14-3(c)。
焊接变形的控制与矫正
焊接变形的控制与矫正1、改进焊接设计(1)尽量减少焊缝数量在设计焊缝结构时应当避免不要的焊缝,尽量选用型钢、冲压件代替焊接件、以减少肋板数量来减少焊接和矫正变形的工作量。
(2)合理选择焊缝形状及尺寸对于板厚较大份额对接接头应选X型坡口代替V型坡口。
减少熔敷金属总量以减少焊接变形。
在保证有足够能力的条件下,应尽量选用较小的焊缝尺寸。
对于不需要进行强度计算的T形接头,应选用工艺上合理的最小焊脚尺寸。
并且采用断续焊缝比连续焊缝更能减少变形。
当按设计计算确定T形接头角焊缝时,应采用连续焊缝,不应采用与之等强的断续焊缝,并应采用双面连续焊缝代替等强度的单面连续焊缝,以减小焊角尺寸。
对于受力较大的T形或十字接头,在保证相同强度的条件下,应采用开破口的角焊缝,这样比一般角焊缝可大大减少焊缝金属、减少焊缝变形量。
(3)合理设计结构形式及焊缝位置设计结构时应考虑焊接工作量最小以及部件总装时的焊接变形量最小。
对于薄板结构,应选合适的板厚、减少骨架间距及焊角尺寸,以提高结构的稳定性、减少波浪变形。
此外,还应尽量避免设计曲线形结构。
因为采用平面可使固定状态下的焊接装备比较简单,易于控制焊接变形。
由于焊缝的横向收缩通常比纵向收缩显著,因此应尽量将焊缝布置在平行于要求焊接变形量最小的方向。
焊缝的位置应尽量靠近截面中心轴,并且尽量对称于该中心轴,以减少结构的弯曲变形。
2、采取工艺措施(1)反变形焊前将构件装配成具有与焊接变形相反方向的预先反变形。
反变形的大小应以能抵消焊后形成的变形为准。
这种预制的反变形可以是弹性的、塑性的或弹塑性的。
(2)刚性固定将构件加以固定来限制焊接变形,对于刚度小的结构,可以采用胎卡具或临时支承等措施,增加该结构在焊接时的刚度,以减少焊接变形量。
结构的刚度越大,利用刚性固定法控制弯曲变形的效果较差,而对角变形及波浪形较为有效。
这种方法虽然可以减少焊接变形,但同时却又增加了焊接应力。
(3)选用合理的焊接方法及焊接参数选用能量密度较高的焊接方法,可以减少焊接变形。
法兰的质量控制及焊接变形
法兰的质量控制及焊接变形法兰作为主要连接件被广泛应用,虽然其结构比较简单, 但在合理选用材料、焊条配制、焊接质量控制等制造全过程均进行了严格的要求。
在焊接时, 由于焊缝横向收缩易引起法兰的变形, 给随后的机械加工或装配带来不便, 为矫正焊接变形要浪费大量的人力、物力,且难于达到预期的效果, 因此法兰在焊接过程中必须采取相应的工艺措施, 控制法兰的焊接质量和焊接变形。
1 规范要求当采用钢板制作法兰时, 应符合下列要求。
(1) 钢板应经超声检测, 无分层缺陷, 钢板表面不得有气泡、结疤、裂纹、折叠、夹杂和压入的氧化铁皮;(2) 应沿钢板轧制方向切割出板条、弯制、对焊成圆环, 并使钢板表面成为环的侧面;(3) 圆环的对接接头应采用全焊透结构;(4) 圆环的对接接头应经焊后热处理及100%射线或超声检测。
(5)Q235B 钢板不得用作毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器法兰; 法兰用碳素钢和低合金钢钢板制作时,厚度大于50mm勺Q245R Q345R钢板应在正火状态下使用。
2 制作、焊接及热处理首先, 下料前查看材料勺质量保证书且材料标记齐全, 按所需法兰勺厚度, 直径沿钢板轧制方向放出法兰条状展开线, 法兰内、外径为钢板两侧面。
当法兰直径较大时, 可按法兰展开长度的1/2 或1/3 等分块放线, 留出加工余量, 检查放线尺寸准确无误后移植材料标记。
其次,按划线进行切割, 并应将每块条形板的两端开出焊接坡口并采用机械加工的方法加工其坡口。
待坡口加工完毕后, 进加热炉火焰加热, 随之上卷板机卷制成环状, 将其对接接头处焊接牢固后空冷。
要合理选用焊条, 如法兰所用材料为Q235B、Q235G Q245R时,焊条牌号可以选用J426或J427;如法兰所用材料为Q345R寸,焊条牌号可选用J507或J506;当焊接接头拘束度大时,可选用抗裂性能好的焊条施焊,如J507RH或J506RH焊条在使用前必须进行烘干, 烘干温度按表1, 经烘干后的焊条从烘干箱取出后, 放入保温筒内, 当需要焊接时方可从保温筒内取出使用, 但放入保温筒内的焊条在使用期间应保持焊条所需的温度, 保证法兰焊接接头的焊接质量和强度,使焊缝的内外表面少出气孔和裂纹。
防止和减少焊接残余变形与应力的措施
防止和减少焊接残余变形与应力的措施随着现代制造业的发展,焊接在各行各业中扮演着至关重要的角色。
无论是航空航天、汽车制造还是建筑工程,在这些领域中,焊接都是不可或缺的连接工艺。
然而,随之而来的焊接残余变形与应力问题也愈加引起人们的关注。
焊接过程中产生的残余变形与应力,不仅会影响工件的外观质量,还可能引发裂纹和变形等问题,严重影响其使用性能和寿命。
如何有效地预防和减少焊接残余变形与应力,成为了焊接工艺中的重要课题。
1.选材:材料的选择对于焊接残余变形和应力的控制至关重要。
在焊接过程中,通常会选择具有较高熔点和较小线膨胀系数的材料,以减少焊接时热影响区的热变形;还应根据实际情况选择合适的填充材料。
2.焊接方式:合理选择焊接方式是减少焊接残余变形和应力的关键。
一般来说,采用低热输入、低变形的焊接方式,例如脉冲焊、激光焊等,能够有效降低焊接工件的残余变形和应力。
3.焊接顺序:合理规划焊接顺序也是减少残余变形和应力的重要手段。
通常情况下,应该首先焊接边缘,然后逐渐向内焊接,以减少焊接区域的热输入,降低残余变形和应力。
4.预热和后热处理:在一些情况下,通过预热和后热处理也能有效减少焊接残余变形和应力。
预热能够降低材料的硬度,减少焊接残余应力;后热处理则能够通过回火或退火处理,消除残余应力,提高焊接接头的韧性和稳定性。
5.夹具和辅助装置:采用合理的夹具和辅助装置也能有效减少焊接残余变形和应力。
夹具的设计应在尽量避免约束工件的能够保证焊接接头的稳固性;而辅助装置则可以提供额外的支撑,减少工件在焊接过程中的变形。
总结回顾:在焊接工艺中,预防和减少焊接残余变形与应力是至关重要的。
通过合理选材、焊接方式、焊接顺序、预热和后热处理、夹具和辅助装置等措施,可以有效控制焊接过程中的残余变形和应力,保证焊接接头的质量和稳定性。
个人观点:作为焊接工艺的重要环节,防止和减少焊接残余变形与应力对于提高焊接接头的质量和稳定性至关重要。
钢结构中工字钢焊接变形控制
\ /厂
接头 形
式及尺
]
一
一
般
小
一般
难
相对少
寸 参 考 《 钢结
构焊接 技术规
图 1工字钢焊接顺序 图 工装工作 图
图 2刚性 固定 及船 型焊
1 . 工 装 2 . 工 件
●
, 、 一
程》
0 { 5
接 头 形
式及尺 寸参考 相对少 《 钢结 构焊接 技术规 程
些措 施 。
关键词 : 工字钢 ; 焊接 ; 变形 ; 控制
【 中图分类号 】 T 4 4
【 文献标识码 】 A
【 文章编号】 1 0 0 5— 3 5 7 3 ( 2 0 1 4 ) 0 3— 0 0 7 8 — 0 1
表1 坡 口 形 式
在焊接过程 中对工 件进行 了局 部 的、 不均 匀 的加热 焊缝 及 其 附近 的金属在焊 接高 温 的作 用下 膨胀 , 受到 周 围未 加 热金 属
有效地降低工件的焊接扭 曲程度 。 五、 刚性 固定 每隔 5 0 0—6 0 0 m m用夹具强制将工件 固定 在工装上 , 然后 采 用船形焊接施焊 , 如 2所示 。在工件 完全冷 却 以后 松开夹 具 , 这 时工件的变形要 比在 自由状态 下焊 接 时发生 的 变形 要小 , 而 且 船形焊接能有效地提高焊缝 的质量 。
①焊接方法 ; ②焊缝填充金属尽量少 ;
⑨ 避免产生缺陷 ; ④减 少残余焊接变形与应力 ; ⑤有利于焊接防护 ; ⑥焊工操作方便 ;
坡I : 1 设计方案有三种 , 如表 1 所示 。
} 。 :
坡口形式 加工 变形 焊接 浯根 材料 用重 备注
焊接结构件焊接变形的控制
焊接结构件焊接变形的控制摘要:在机械工程中,焊接作为一种重要的加工技术特别是在水泵和油源等油品的生产中,在结构焊接生产中起着不可或缺的作用。
因此,在焊接环境合适的情况下,适当地调整焊接规范和焊接工艺可以减少焊接结构件的变形量。
基于此,本文对焊接变形的影响因素以及焊接结构件焊接变形控制的措施进行了分析。
关键词:焊接变形;机械制造;措施1 焊接变形的影响因素1.1 焊缝在结构中的位置焊缝在焊接结构中的位置不对称,往往是造成结构整体弯曲变形的主要因素。
当焊缝处在焊件中性轴的一侧时,焊件在焊后将向焊缝一侧弯曲,且焊缝距离中性轴越远,焊件就越易产生弯曲变形。
在整个焊接结构中,如中性轴两侧焊缝的数目各不同,且焊缝距中性轴的距离也各不相同,也易引起结构的弯曲变形。
1.2 材料因素的影响材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系。
材料的热能参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。
其中热能参数的影响主要体现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。
力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。
同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用,一般情况下,随着弹性模量的增大,焊接变形随之减少而较高的屈服极限会引起较高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增大,从而可能促使脆性断裂,此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大,因而焊接变形得以减少。
2 焊接结构件焊接变形控制的措施2.1 焊接结构件设计方面在焊接过程中,要尽量避免焊缝的数量。
但是如果焊接机械条件有限的情况,又要求结构件强度高,那么在焊接过程中产生更多的焊缝就无法避免了。
焊缝出现的数量少,在焊接中需要的热量相对也会较少一些,可以节省工时和焊接材料,可以提高焊接效率。
在焊接的同时,也要选择好合适的焊缝尺寸。
在整个焊接过程中,要优先考虑对接焊缝,因为对接焊缝的受力情况是最好的,出现的变形也较少,一般来说焊缝尺寸越大,里面填充的焊接材料就越多,在焊接时需要的热量就越大,同时也影响焊缝收缩时的压力,从而造成的结果就是焊接变形了,且焊缝数量多。
钢结构工程焊接顺序
图 7.6 带状桁架焊接示意图
8. 钢板剪力墙焊接顺序
8.1
整体焊接顺序
同一节次钢板剪力墙分区吊装、分区校正、分区焊接。为防止焊接变形,剪 力墙钢骨形成“口”形框架后进行焊接。总体焊接顺序:钢板剪力墙先焊接钢柱、 再焊接钢梁、再焊接钢板剪力墙竖焊缝、最后焊接钢板剪力墙水平焊缝。同一节 钢板墙若有两层梁,先焊接上层钢骨梁,后焊接下层钢骨梁。
焊完不盖面 图 7.11 剪力墙钢骨细部平面焊接示意图
9. 分段接头处理
由于构件焊缝较长,为减小构件的焊接变形每条焊缝都需要采用分段的焊接 方法,即多名焊工同一时间在同一条焊缝上分段焊接的情况。在施焊前期,每个 焊工依次进行施焊,即接焊焊工在前一名焊工收弧位置起弧,待整条焊缝每一分 段都有一名焊工施焊时,全部焊接作业均已展开,各负责一段焊缝,逐层施焊。
钢结构工程焊接顺序
1. 焊接原则
(1)结构对称、节点对称、全方位对称焊接。 (2)由于钢板剪力墙焊缝超长、超厚,施工过程需在临时连接板上根据要求增 加拘束板进行刚性固定,控制焊接变形。 (3)为保证钢柱的精度,采用先内后外,先柱后梁,先焊收缩量大的再焊收缩 量小的焊接方法,待全部钢柱完成焊接后,再进行梁的焊接,为保证焊接后结构 的整体精度,从结构面的中部开始梁的焊接,尽可能减少焊接应力,待内筒全部 完成焊接后,再进行外筒柱、梁、斜撑的焊接。 (4)就整个框架而言,柱、梁等刚性接头的焊接施工,应从整个结构的中部施 焊,先形成框架而后向左、右扩展续焊。 (5)对柱、梁的焊接顺序,应先完成全部柱的接头焊接,柱接点焊接时,严格 遵循同步对称的焊接方法;确保柱的安装精度,然后自每一节的上一层梁施焊。 梁焊接时,应尽量在同一柱左、右接头点同时施焊,并先焊上翼缘板,后焊下翼 缘板。不得同一柱间梁两处接头同时开焊。
焊接变形的原因及控制方法
焊接变形的原因及控制方法在焊接过程中由于急剧的非平衡加热及冷却,结构将不可避免地产生不可忽视的焊接残余变形。
焊接残余变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。
针对钢结构工程焊接技术的重点和难点,根据多年的工程实践经验,本文主要阐述实用焊接变形的影响因素及控制措施和方法。
钢材的焊接通常采用熔化焊方法,是在接头处局部加热,使被焊接材料与添加的焊接材料熔化成液体金属,形成熔池,随后冷却凝固成固态金属,使原来分开的钢材连接成整体。
由于焊接加热,融合线以外的母材产生膨胀,接着冷却,熔池金属和熔合线附近母材产生收缩,因加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形。
这样,在焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来。
一、焊接变形的影响因素焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。
影响焊接变形的因素很多,但归纳起来主要有材料、结构和工艺3个方面。
1.1材料因素的影响材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,材料的热物理性能参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。
其中热物理性能参数的影响主要体现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。
力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。
同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用,一般情况下,随着弹性模量的增大,焊接变形随之减少而较高的屈服极限会引起较高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增大,从而可能促使脆性断裂,此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大,因而焊接变形得以减少。
1.2结构因素的影响焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。
其总体原则是随拘束度的增加,焊接残余应力增加,而焊接变形则相应减少。
结构在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的,因此自身为变拘束结构,同时还受到外加拘束的影响。
焊接顺序指南
分发处船体、加工、组立、搭载相关外协公司遵守焊接顺序是最小化焊接变形,防止破裂和内部应力集中的最有效的方法。
1.基本原则1) 由中央向外焊接 2) 由下向上焊接3) 从焊接量多的部位开始焊接 4) 焊接保留为 100 ∼ 300mm。
2. 主板对接焊顺序1) 焊接线呈 " + " 字交叉时a) 单侧焊接保留时b) 两侧焊接保留时2) 焊接线呈 " T " 字交叉时a) 单侧焊接保留时b) 两侧焊接保留时3. 内构件的焊接顺序1) 组立2) P.E/搭载4. 嵌入零件的焊接顺序 1) 嵌入内构件2) 嵌入板3) 开孔焊接5. 圆型结构焊接顺序1) 圆桶焊接2) 圆周焊接6. 焊接应力的缓解7. 防止分段变形焊接作业要领1) 对称分段 : 艏艉因外板板厚大,因此熔着金属量多,变形也严重。
所以外板焊接应按左右对称来实施,以减小变形。
1) 如果焊接应力集中,结构弱的部分会发生变形,因此为了避免发生应力集中从固定部(束缚状态)向非固定部(自由端)实施焊接。
2) 所有焊接在板厚 2/3 以上焊接后要移动到其他焊接部位。
2) 非对称分段3) 其他(a) 支柱(b) 艉轴(c) 挂舵臂(d) 肋板(e) 纵、横绗材(f)舱壁加强材与肘板4) 焊接进行方向及顺序- 从分段中心向前后、左右、上下对称焊接 - 先从收缩量多的连接部开始焊接- 先进行合拢缝焊接,然后对板缝进行焊接- 分段组立时 肋板焊接从离舱壁远的肋位向近的肋位实施 - 内构件角焊缝从构件末端开始- 内构件对接焊先焊接面板,然后焊接腹板- 混合焊接时先进行对接焊,最后进行角接焊8. 搭载主要分段焊接顺序1)含挂舵臂分段的焊接顺序 2)含艉轴分段中合拢、大合拢焊接顺序。
常见的焊接变形及控制措施
输入较低的焊接方法,可以有效防止焊接变形 。
形 。例如,双Y 彤坡 口的对接接头角变形明显小
于v 彤坡 口对 接接 头 的角 变形 。 对于 受力 较 大的
焊缝不对称的细长结构 ,有时可以选 用合适 的
热输入 而不必采用反变形法克服挠曲变形。如 图6 巾的构件,焊缝 1 、2 N中性轴的距离h l >焊 缝3 、4 N 巾性轴的距离h 2 ,若采用相同的焊接
2 . 2 工 艺措 施 ,包括 以 下几 个 方面 :
[ =
a)白r h压 , 鉴形 } = 』
3
2 . 2 1 反变形法:通过焊前估箅结构变形的大小 和办向,然后存装配时给予一个相反方向的变形 量 ,使之与焊后构件的焊接变形相抵消 ,达到设 汁的要求 。这种方法在实际生产中应用较广泛 。
中采用一些措施对变形进行 控制 ,在生产后对
2 . 1 设计措施,包括 以下几个方面 : 2 . 1 . 1 合理选择焊件尺寸 :焊件 的长度 、宽度
和厚度等尺寸对 焊接变形有 明显影响 。以角焊 缝为例 ,板厚对于角焊缝 的角变形影响较大。
作者简介 :朱爱平 ( 1 9 6 8 一),女,高级 工程师 ,主要从事专用车结构及工艺设计工作 。
1 焊接变形的原 因 用 洲
产 焊接过程 中,金属材料经受 了不均匀的加热
艘
角 和冷却 ,焊接熔池的温度最高 , 离熔池越远 ,温
度越低,焊接接头周围的冷态金属使接头的膨胀 和收缩受阻,加上局部组织的变化 ,从而导致焊 接应力及变形的产生。焊接变形主要有纵向收缩 及横向收缩变形 ,见图1 。角变形见图2 ,此外还 焊接残余变形进行矫正。控制焊接变形 的措施
焊接变形的处理方法
焊接变形的处理方法摘要:在油田地面工程施工过程中,各种设备、管道焊接产生的应力变形是个比较突出的问题,采用合理焊接工艺方法可以较好减少变形。
关键词:工艺;焊接;变形;处理焊接在设备、管道安装过程中举足轻重,由于焊接过程中的变形与应力直接影响工艺质量、使用性能、配件装配,为提高质量,我们在施工中采取了相对的措施。
一、焊接应力与变形产生的原因焊接过程中,对焊件进行局部不均匀加热,会产生焊接应力和变形。
焊接时焊缝和附近的金属处于高温,焊缝和近缝区纵向受拉应力,远离焊缝区受压应力,整个焊件纵向及横向尺寸有一定的收缩。
如果在焊接过程中,焊件能够较自由的伸缩,则焊后焊件的变形较大而焊接应力较小;反之,如果焊件厚度或刚性较大不能自由伸缩,则焊后焊件的变形较小而焊接应力较大。
还有组装与施焊的顺序不当,焊接方向不正确,焊接参数不合理,引起局部过热,没有采用适当的辅助措施等。
二、减小焊接变形的工艺措施由于焊接变形在焊接生产中是不可避免的,因此应在生产中根据焊接结构的具体形式,选用一种或几种方法,以达到控制变形的目的。
1、加裕量法和反变形法:在下料时留一定量,补充焊后收缩。
预先确定焊后可能发生的变形大小和方向,将工件放在相反的方向位置上;或在焊前使工件反方向变形,抵消焊后所发生的变形。
2、刚性夹固法:主管路上常常出现分支,这是根据工艺流程来设计的,在制作汇管时产生很大的焊接变形,为了减少变形需把此工艺汇管固定起来,如制作Φ426×7汇管,可在其下放一Φ630×7的铜管,用Φ48×4短管固定。
因此焊前将工件固定夹紧,并设置拉杆提高焊接刚性,焊后即缩小变形。
3、选择合理的焊接次序:减少焊接变形的施焊顺序方式很多,基本原则是使焊接热比较均匀地加上去;或者使焊接变形相互抵消;或者用前道焊缝提高结构刚性以限制后焊焊缝的变形工序合理的次序可缩小变形。
4、选择合理的焊接工艺:(1)焊接速度高的焊接方法能减少焊件受热,减少焊件受热,减少焊缝冷却时的收缩区宽度,从而减少变形。
钢箱梁质量通病防治
1.11.21.3钢箱梁质量通病防治措施1.3.1制作焊接质量控制(1)焊接变形控制1)分步组装、分步焊接,预制反变形,控制焊接顺序;2)采用小间隙、小坡口焊接,选择焊接线能量小的焊接方法;3)在制造中继续积累各类焊缝的焊接收缩量实测数据,以便使预留焊接收缩量留得更准确。
4)采用多个节段总体组装及预拼装同时进行的制造方案;5)采用以胎架为外胎、以横隔板为内胎的方案。
(2)U肋与顶、底板间角焊缝熔透深度的控制自动焊在船形位置焊接顶板单元的U肋角焊缝;1)采用CO22)在批量生产中,按规定抽查该焊缝的熔透深度,控制其质量;3)在桥上U肋嵌补件角焊缝处于仰焊位置,挑选仰焊技术较好者上桥施焊U肋角焊缝。
1.3.2锚箱吊点纵距、横距的精度控制(1)为保证吊点间的纵距和横距的精度,需要从组装顺序和焊接顺序入手,减少吊点定位后的焊接量;(2)横梁位置的板单元除封箱顶板外,其余均组焊完成后再定位纵梁单元;(3)纵梁以吊点中的为主要定位基准,微调横梁与内腹板之间的焊接间隙;(4)桥位节段定位时以锚箱中心位置为基准。
1.3.3桥梁线型的控制(1)采用多节段连续总装的方案,每轮总装不少于3个节段;(2)在总拼时,预设置焊接收缩量和预拱度,以保证钢箱梁成桥线型;(3)总拼胎架按照桥梁的成桥线型加设上述工艺量的线型制作;(4)在整体总装完成后,在各节段端口制作现场测量控制点,供现场监控节段的三维位置;(5)预留复位段参与下一轮次梁段的整体预拼装以确保桥梁线型的连续性。
(6)合拢段在现场测得长度数据后,再进行配切;(7)采用场内组焊好的匹配装置进行匹配就位;(8)焊接时选择合适的焊接顺序。
1.3.4构件的运输控制(1)专门成立项目运输组,统一调度,确保各项工作有序、高效、优质地完成运输任务。
(2)对运输沿途路线实地勘测,确保所有构件可通过各个桥涵、立交桥、限高设施等。
(3)配置充足的人员、备用车辆,以应对临时突发情况,为人员配备对讲机、手机等通讯设备,车辆配备GPS(全球定位系统)设备,保证构件运行轨迹实时随时可查。
焊接变形的控制
焊接变形的控制手工电弧焊接过程中的变形成因及对策在工业生产中,焊接作业特别是手工电弧焊作业作为制造、修理的一种重要的工艺方法得到越来越广泛的运用。
同时,由于手工电弧焊自身的焊接特点必然引起其焊接变形较大,如不对其变形的原因进行分析并针对其成因提出有效的对策,必将给生产带来极大的危害。
1、手工电弧焊接过程中的变形成因我们知道,手工电弧焊接过程中的焊接电弧由在两个电极之间的气体介质中产生持久的放电现象所产生的。
电弧的产生是先将两电极相互接触而形成短路,由于接触电阻和短路电流产生电流热效应的结果,使两电极间的接触点达到白热状态,然后将两电极拉开,两电极间的空气间隙强烈地受热,空气热作用后形成电离化;与此同时,阴极上有高速度的电子飞出,撞击空气中的分子和原子,将其中的电子撞击出来,产生了离子和自由电子。
在电场的作用下,阳离子向阴极碰撞;阴离子和自由电子向阳极碰撞。
这样碰撞的结果,在两电极间产生了高热,并且放射强光。
电弧是由阴极区(位于阴极)、弧柱(其长度差不多等于电弧长度)和阳极区(位于阳极)三部分所组成。
阴极区和阳极区的温度,主要取决于电极的材料。
一般地,随电极材料而异,阴极区的温度大约为2400K—3500K,而阳极区大约为2600K—4200K,中间弧柱部分的温度最高,约为5000K—8000K。
焊接接头包括焊缝和热影响区两部分金属。
焊缝金属是由熔池中的液态金属迅速冷却、凝固结晶而成,其中心点温度可达2500℃以上。
靠近焊缝的基本金属在电弧的高温作用下,内部组织发生变化,这一区域称为热影响区。
焊缝处的温度很高,而稍稍向外则温度迅速下降,热影响区主要由不完全熔化区、过热区、正火区、不完全正火区、再结晶区和蓝脆区等段组成,热影响区的宽度在8—30mm范围内,其温度从底到高大约在500℃--1500℃之间。
金属结构内部由于焊接时不均匀的加热和冷却产生的内应力叫焊接应力。
由于焊接应力造成的变形叫焊接变形。
水冷壁拼缝焊接防变形技术措施
水冷壁拼缝焊接防变形技术措施1焊前检查1.1 管屏变形情况:焊接前已经有较大变形的管屏不得焊接。
1.2密封板点焊情况:要求钳工下料尺寸准确,保证密封板和管子对接点焊间隙尽量小,割开的拼缝氧化渣清理干净,间隙大的必须塞好。
1.3雨天过后焊接区域的水焊接前必须烘烤干净。
2.防变形控制措施2.1工作范围要求:地面组合管屏≥1片/人,主拼缝≥1条/人。
高空组合宜采用1片/2人,即炉内侧和炉外侧对称对称焊接。
2.2焊接顺序:原则:分段,跳焊。
具体方法:如图所示:先第1道:每焊一条焊缝跳8-10根管子焊接管子的另一侧,以此类推。
第2道:在第1道跳过的8-10根管子中间选一根管子焊接,每焊一条焊缝跳8-10根管子焊接管子的另一侧,以此类推。
第3道:在第1、2道跳过的4-6根管子中间选一根管子焊接,每焊一条焊缝跳8-10根管子焊接管子的另一侧,以此类推。
第4道:在第1、2、3道跳过的2-3根管子中间选一根管子焊接,每焊一条焊缝跳8-10根管子焊接管子的另一侧,以此类推。
以下各道以此类推,直至焊接完成。
其它割开的拼缝按照此原则执行。
焊口管子密封板1道11道22道12道23道13道23道3顺序以此类推主拼缝焊接:1、先焊炉内侧,再焊路外侧;2、炉内侧为间断焊,焊接方向沿上集箱从上而下,每焊1米跳1米。
3、炉外侧为满焊,焊接方向沿上集箱从上而下,每焊1米跳2米,然后再焊1米跳1米,最后再将剩余的焊完。
2.3负责焊接某一部件拼缝的焊工必须每间隔一到两小时对部件的焊接变形情况进行观察,发现有较明显的焊接变形情况必须全体停焊统通知焊接工程师处理。
2.4严格按图纸要求的焊缝厚度施焊,焊缝的厚度不宜超过图纸要求的焊缝厚度。
2.5严格控制焊接工艺参数,采用φ3.2焊条时,焊接电流控制在95-120A,平焊位置控制在115A以下,对称焊接时,两侧的焊接工艺参数及焊接速度基本保持一致。
3焊接质量要求3.1确保密封效果,不允许有漏焊现象的发生。
焊接前后工件变形分析及解决方法
焊接件后工件变形分析焊接变形影响因素焊接变形的原因;由于焊接时局部加热膨胀作用和局部冷却时收缩作用造成的,即当局部加热膨胀时受到了未加热部分的压缩作用、和局部冷却收缩时受到了未加热部分牵拉作用。
所以经过焊接后的工件和材料本身就发生了尺寸的改变、形状的改变、和位置的改变。
焊接变形的方式:1、纵向应力变形:是指顺着焊缝方向发生的变形。
2、横向应力变形:是指在焊缝左右横向方面发生的变形。
3、弯曲变形:是指在焊缝垂直上下方向发生的变形。
焊接变形与内应力的关系:在钢板焊接时,当有较大热量输入量的情况下,1.板材越薄越容易产生较大变形,但板材内部的应力较小;2.板材越厚越不易产生变形,但板材内部可能存在较大应力;3.在板厚相同时,坡口尺寸越大,收缩变形越大,应力越多,越容易变形;4.焊缝面积越大,冷却时收缩引起的塑性变形量越大,焊缝面积对纵向、横向及角变形影响趋势是一致,且是主要的影响因素;减少或消除焊接内应力的主要措施从消除内应力原理上看:1.焊接时尽量减少热输入量和尽量减少填充金属。
2.阻焊结构应合理分配各个组单元,并进行合理的组队焊接。
3.位于构件刚性最大的部位最后焊接。
4.由中间向两侧对称进行焊接从设计角度看,防止措施:1.结构设计中尽可能减少不必要的焊缝2.结构设计中在保证结构承载能力条件下,尽量采用较小焊缝尺寸3.安排焊缝尽量对称于结构件截面中性轴从工艺角度看,焊接顺序的基本规则先焊对接焊缝,然后焊角焊缝或环焊缝;先焊短焊缝,后焊长焊缝;先焊对接焊缝,后焊环焊缝;当存在焊接应力时,先焊拉应力区,后焊剪应力和压应力区;操作者焊接前后减少或消除焊接内应力的主要措施1.预热法:构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。
焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减少焊接残余应力。
2.锤击:焊后用小锤轻敲焊缝及向邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。
3.振动法:构件承受载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。
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焊前
焊后
焊接变形控制焊接顺序
散热法
• 散热法又称强迫冷却法。 • 散热法是指在焊接部位放置铜垫板或用水冷却
焊接部位背面,把焊接部位的热量迅速散去, 使焊缝附近受热面积大大减小,以达到减少焊 接变形的目的。 • 散热法不适于具有淬火倾向的产品,否则焊接 时易产生裂纹。
焊接变形控制焊接顺序
ห้องสมุดไป่ตู้ a)
c) b)
• 3)与焊接层次有关:多层焊时每层焊缝所产生的 压缩塑性变形比单层焊时小。
• 4)与温度有关:焊件的原始温度提高,焊后纵向 收缩量增大
• 5)与材料性质有关:线膨胀系数大的材料,焊后 纵向收缩量大。
焊接变形控制焊接顺序
横向收缩变形的影响因素
• 1)与热输入有关:横向收缩变形随焊接热输入增大而 增加。
焊接变形的控制
• 产生变形的原因 • 焊接变形的危害 • 焊接变形的种类和影响因素 • 焊接变形的控制 • 焊接变形的矫正
焊接变形控制焊接顺序
产生变形的原因
焊接时,熔化的金属及近缝区母材受 热膨胀,产生塑性变形。凝固时,焊缝 和近缝区金属收缩。从而产生纵向和横 向内应力,此内应力为拉应力。使焊缝 纵向和横向收缩,从而使焊件产生变形。 由于焊接时热胀冷缩是必然的,所以焊 接时产生变形是必然的。我们只能控制 但不能完全消除焊接变形。
好能够翻转变成平角焊缝。
焊接变形控制焊接顺序
焊接顺序的目的与原则
• 焊接顺序的目的:
-- 削弱焊接应力的集中,保证焊接的连续性和防止变形
焊焊缝较少的一侧; ◆ 长焊缝采取从中间向两端分段退焊(大于800mm); ◆ 多层焊时,各层之间的焊缝方向应相反,其接头应相互错开。 ◆ 对接焊缝先焊平对接焊缝,后焊横对接焊缝,最后焊立对接焊缝。有
坡口的焊缝先焊,无坡口饿焊缝后焊; ◆ 角接焊缝的焊接顺序为:先焊立角焊缝,后焊平角焊缝。仰角焊缝最
• 4)与焊接顺序有关:焊接顺序也会影响角变形的 大小。
焊接变形控制焊接顺序
弯曲变形
焊接变形控制焊接顺序
焊缝的纵向收缩引起的弯曲变形
焊接变形控制焊接顺序
焊缝横向收缩引起的弯曲变形
焊接变形控制焊接顺序
弯曲变形的影响因素
• 主要影响因素就是焊缝位置的不对称,导 致受力不均衡,出现弯曲。
• 当焊缝位置对称或接近于截面中性轴,则 弯曲变形就比较小。
散热法示意图 a)水浸法散热 b)散热垫法散热 c) 喷水法散热
焊接变形控制焊接顺序
热平衡法
• 当焊接某些焊缝不对称布置的结构时,焊 后往往会产生弯曲变形。如果在与焊缝的 位置上采用气体火焰与焊接同步加热,使 加热区和焊缝产生同样的膨胀变形,焊后 其一致收缩,则可以防止弯曲变形。
焊接变形控制焊接顺序
焊接变形控制焊接顺序
焊接变形的危害
• 1)影响焊件的精度及使用性能; • 2)降低装配质量,甚至使产品报废; • 3)降低结构的承载能力; • 4)影响焊件的美观; • 5)提高制造成本。
焊接变形控制焊接顺序
焊接变形的种类和影响因素
焊接变形的种类: • 1 收缩变形 • 2 角变形 • 3 弯曲变形 • 4 失稳变形(波浪变形) • 5 扭曲变形。
小得多。
焊接变形控制焊接顺序
角变形
a)
b)
c)
几种接头的角变形
a)堆焊 b)对接接头 c)T形接头
焊接变形控制焊接顺序
角变形的影响因素
• 1)与板厚有关:当热输入一定时,板厚越大,角 变形越大;
• 2)与热输入有关:板厚一定,热输入增大,角变 形也增;
• 3)与坡口形式有关:对接接头坡口截面不对称的 焊缝,其角变形大;坡口角度越大,角变形越大
焊接变形控制焊接顺序
失稳变形(波浪变形)
• 对于薄板件焊接,由于焊缝的收缩会使 板面失稳变成波浪形。如下图
焊接变形控制焊接顺序
扭曲变形
• 对于梁式结构或细长构件,由于焊接顺序、焊接方 向或装配原因焊后截面向不同的方向倾斜造成构件 扭曲变形。
焊接变形控制焊接顺序
焊接变形的控制
• 控制变形的方法: 1、合理选择焊接方法和焊接规范 2、刚性固定法 3、反变形法 4、散热法 5、热平衡法 6、采用合理的焊接顺序和方向
焊接变形控制焊接顺序
合理选择焊接方法和焊接规范
• 选用线能量较低的焊接方法,可以有效地防止焊 接变形。例如采用CO2半自动焊来代替气焊和手 工电弧焊,不但效率高,而且可以减少薄板结构 的变形 。
• 焊接电流电压越大,焊件的受热量越大,变形也 就越大。对于焊缝不对称的细长构件而言,有时 可以通过选用适当的线能量,而不必用任何反变 形或夹具克服挠曲变形 。
焊接变形控制焊接顺序
收缩变形
• (1)纵向收缩变形:沿焊缝轴线方向尺寸 的缩短
• (2)横向收缩变形:沿垂直于焊缝轴线方 向尺寸的缩短。
焊接变形控制焊接顺序
纵向收缩变形的影响因素
• 1)与截面积有关:焊件的截面积越大,焊件的纵 向收缩量越小
• 2)与长度有关:焊缝的长度越长,焊件的纵向收 缩量越大
采用合理的焊接顺序和方向
合理的焊接顺序和方向: • 先两端,后中间; • 先内部,后外部; • 先焊短焊缝,后焊长焊缝; • 先焊焊缝少的一侧,再焊焊缝多的一侧; • 对称焊缝保证对称,同向; • 长焊缝分段倒退焊。
焊接变形控制焊接顺序
结构件焊接顺序原则
总原则:先内后外,先横(立)后纵(平)。 ◆ 先焊上下盖板内的焊缝,后焊裸露在表面的焊缝; ◆ 垂直焊缝与水平焊缝相交时,先焊垂直焊缝; ◆ 平行焊缝同时同方向焊接,尽量采用对称焊接,焊缝分布不对称时先
• 2)与间隙有关:装配间隙增加,横向收缩也增加。 • 3)与焊接长度有关:焊缝的横向收缩沿焊接方向由小
到大,逐渐增大到一定程度后便趋于稳定。 • 4)与拘束程度有关:定位焊缝越长,横向收缩变形量
就越小 • 5)与金属填充量有关:对接接头的横向收缩量随焊缝
金属量的增加而增加大的。 • 6)与焊缝形式有关:角焊缝的横向收缩要比对接焊缝
焊接变形控制焊接顺序
刚性固定法
• 1)将焊件固定在刚性平台上 • 2)将焊件组合成刚度更大或对称的结构 • 3)利用焊接夹具增加结构的刚度和拘束 • 4)利用临时支撑增加结构的拘束。
焊接变形控制焊接顺序
反变形法
• 根据生产实践中已发生变形的规律,预先将焊 件向相反方向制成变形或预留变形收缩量再进 行焊接的方法。