浅谈焊接过程中的变形成因及对策与措施
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浅谈焊接过程中的变形成因及对策与措施
随着我国焊接工艺的快速发展,其应用范围越来越广泛,比如既可以应用于金属材料的焊接,又可以用于非金属材料的焊接,从而有效推动了我国工业发展的步伐。但是,在焊接的过程中,常常会出现变形问题,从而严重影响了加工件的质量,不利于后期的工业生产活动,而且还造成了一定的损失。因此,我們必须要研究加工件焊接过程中导致变形的原因,然后采取有力的措施加以解决。
标签:焊接;变形;成因
一、焊接过程中产生变形的原因
在焊接的过程中,导致变形现象发生的原因有很多,我们必须要分析各种原因,了解清楚产生变形的影响因素,然后才能对症下药,采取有力的措施加以防范。具体来讲,加工件在焊接过程中出现变形的原因有以下几种。
1.加工件本身的问题
加工件在焊接的过程中出现变形问题,一部分原因是加工件自身存在的问题。
2.界面和尺寸问题
从加工件的刚度表现来看,比如钢结构,其刚度一般都是体现在抗伸、抗拉、弯曲等几个方面的能力,而这几个方面的能力均受到截面和尺寸大小的影响。比如在焊接的过程中,如果桁架的横截面没有达到相应的规范,那么就会产生纵向变形的情况;再比如在焊接的过程中,如果遇到丁字形等形状的截面,钢结构也会因为其抗弯刚度不符合要求,最终出现弯曲变形的情况。
3.加工件的刚度问题
在某些加工件的焊接过程中,由于加工件的刚度不符合要求,经过相关的焊接处理后,在加工件的焊缝布置上出现了严重不均匀的情况,从而就导致出现比较严重的收缩情况,特别是在那些焊缝比较多的地方,其出现的变形程度就会随之增多。
4.焊接工艺问题
加工件的焊接过程出现变形,除了其自身的原因之外,具体的焊接工艺也是原因之一。比如在焊接的过程中,由于人们没有将电流控制到位,直接导致加工件受热不均匀,最终就出现了焊接变形的情况;再比如在处理多层的钢板焊接时,一般情况下,对于每一层的焊接缝来讲,其所需要的收缩量都是不一样的,如果层数太多的话,最终发生变形的几率也就更大。
二、应对焊接过程中变形的具体措施
针对焊接过程中出现的问题,我们可以采取以下几种方法加以应对,从而保障钢结构的质量问题。
1.反变形法
这种方法指的是在钢结构的焊接前进行装配时,为了有效避免在焊接过程中出现变形,可以预置反方向的变形量,这样就可以有效抵消掉在焊接过程中出现的变形问题,这种方法在防止变形方面具有很好的效果。在采用反变形法时,需要格外注意处理好焊接顺序,具体来讲,需要遵循以下两种原则。第一,采用对称焊接的方法。在对钢结构采取焊接处理时,为了有效防止变形,尽量多采用对称焊接的方式。这就要求在焊接过程中,由成对的焊工对称进行焊接,这样的焊接方式能够有效抵消一部分由于焊缝所引起的变形问题。第二,先少后多原则。
在焊接的过程中,常见的焊接顺序有以下五种。
(1)分段焊接法
一般来讲,这种方法尤其适用于不同空间位置的焊接。比如对于那些焊缝比较长、钢材又比较厚的情况,人们可以通过设置挡弧板,然后采取多人同时焊接的方法,这样就可以将热影响区大幅度减小,从而达到防止变形的目的。但是,这种方法不适用于立焊。
(2)分中分段退焊法
这种方法的优点是中间的散热较之周围比较快,对于存在焊缝两端的温度差方面,具有良好的缩短效果,这样一来,焊缝热影响区的温度不会出现急剧增高的情况,从而有效避免因为热膨胀导致的焊接变形。这种方法大多适用于焊接那些中板或者是比较薄的钢板,常见于平焊和仰焊中,基本不用于立焊。
(3)跳焊法
这种方法多用于处理六至十二毫米厚的钢板中,它可以有效分散焊缝热量,从而达到较小或者避免变形现象的发生。这种方法除了立焊之外,都可以在平焊、仰焊、衡焊中。
(4)交替焊法
除了每段焊接的距离拉长了之外,这种方法与跳焊法大致相同,大多适用于长焊缝和薄板的处理中。
2.刚性固定法
与反变形法相比,运用这种方法来防止焊接过程的变形,效果同样比较显著,而且还无需太多考虑焊接顺序问题。但是刚性固定法也有其自身的缺陷,比如对于一些比较大的工件来讲,固定处理不方便,而且当完成焊接处理撤掉相应的固定设施后,焊件还会出现少许的变形情况,而且还会存留比较大的应力。
在使用刚性固定法时,还可以配合反变形法一起使用,用来处理焊接过程中的变形,效果非常好。如果是用来处理那些形状复杂、成批生产、尺寸较小的焊件,人们在焊接的过程中,可以设计成一个可以转动的专用焊接胎具,这样一来,既可以有效避免变形现象的发生,同时又可以有效提高生产率。如果是用来处理那些数量不多、工作较大的焊件时,则可以根据平时的焊接经驗,在那些比较容易出现变形的部分,做一些特别处理,比如临时焊上一些拉杆或是支撑,从而有效增强焊件的刚性,这样就有效减少变形现象的发生。
3.散热法
这种方法又可以称为强迫冷却法,主要的操作方法就是对焊接处的热量进行冷却处理,从而将其热量迅速散走,促使焊缝附近的受热面积大大减少,最终实现减小焊接变形的目的。
4.锤击焊缝法
这种方法的主要操作方法是充分利用圆头小锤的作用,将其对准焊缝,采取敲击的方式,从而有效减少焊接的应力和变形。因此,人们在焊接的过程中,可以对焊缝适当锻延,促使其逐渐伸长,从而有效弥补这个缩短,最终达到减小应力和变形的目的。
三、结束语
综上所述,焊接是目前一项非常重要的工艺方法,在我国工业生产中发挥着重要的作用。因此,针对焊接过程中出现的变形问题,我们必须要认真分析其原因,然后再采取有力的措施加以应对,最大程度上减少变形,甚至避免出现变形,从而推动焊接工艺的长远发展,为我国工业生产提供重要的保障。
参考文献:
[1]翟俊峰.浅谈钢结构焊接变形的成因与控制策略[J].中国城市经济,2012.
[2]靳松梅.探究钢结构焊接变形的成因与控制措施[J].科技创新导报,2012.
[3]金立伟.钢结构焊接变形的成因与控制措施[J].建筑,2012.
[4]高传孝,李灵芝.浅析钢结构焊接变形的成因与控制策略[J].中国建筑金属结构,2013.