实验一 平板焊接变形的测量与分析

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实验一平板焊接变形的测量与分析

一、实验目的

1.掌握测量平板收缩变形、挠曲变形及角变形的基本方法。

2.熟悉平板堆焊收缩变形、挠曲变形及角变形的产生原因和分布规律。

3.了解不同厚度、不同线能量对收缩变形、挠曲变形及角变形大小的影响。

二、焊接设备、实验条件及测量工具和仪器

(一)焊接方法及设备

焊接方法:手工电弧焊焊接设备:交流弧焊机及其辅助设施

(二)实验条件

1.试件尺寸:2mm×150 mm×300 mm(Q235钢)6mm×150 mm×300 mm(Q235钢)

2.试件材料:Q235

3.焊接规范

板厚焊接电流

2mm钢90A 110A

6 mm钢170A 190A

4.测点分布

如下图1、2所示

图1 2mm板测点分布

图2 6mm板测点分布

2mm板:只测角变形及挠曲变形。6mm板:横向收缩、角变形以及挠曲变形均测。

(三)测量工具与仪器

测量仪器包括:1.引申仪;2.游标卡尺;3.钢板尺

三、测量方法

1.横向收缩变形的测量

横向收缩变形采用引申仪。引申仪结构见图3

图3 引申仪结构示意图

其中:1.百分表;2.铰链;3.活动支腿;4.固定支腿;5.弹簧。

对应图2中A、B、C、F、G、H六条横线,把引申仪的活动支腿3放在竖线L上的洋冲孔内,拉动引申仪,活动支腿4放在竖线P上对应的孔内,从百分表中读出焊前孔间距的原始值B0,焊后测出间距值B1。分别填入附表内,其差值即为焊接所引起的横向收缩变形值。由于上下表面收缩不一样,取上下表面差值的平均值即为该位置的横向收缩变形值。

2、挠曲变形的测量

挠曲变形的测量采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量。

图4 挠曲变形测量示意图

如图4所示,1为带支腿的钢板尺,2为试件。使用游标卡尺分别测出焊前、焊后的高度,分别记为h1、h2填入附表内,其差值即为焊接所引起的挠曲变形。对2mm板需测量图1中J、K、L、M、N、P、Q、R八条竖线上的挠曲变形。对6mm板需测量图2中J、L、M、N、P、R六条竖线上的挠曲变形。

3、角变形的测量与计算

角变形的测量同样采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量,但需进行计算。

图5 角变形的测量示意图

如图5所示,可以分别计算出α1、α2。在h1、L1和h3、L2为定值时,只要测出h2、h4的值就可以计算出α1、α2,也即计算出角度来。由于所用试件焊件不是绝对平整,焊前焊后均应测量,其差值即为焊接所引起的角变形。对2mm板要测量图1中A、B、C、D、E、F、G、H八条线上的角变形。对6mm板要测量图2中A、B、C、F、G、H六条线上的角变形。

四、实验步骤及内容

1.了解测量收缩变形、挠曲变形及角变形的工具和方法。

2.对试件初始状态所有数据进行测量。

3.对2mm、6mm板按表1中的两种规范各焊一块。

4.测量试件焊接后的所有数据。

5.对测量结果进行分析。

五、实验报告要求

1.按附表内容把测量数据或计算结果填入表内。

2.绘制出横向收缩变形沿板纵向的分布曲线,比较不同线能量时,横向收缩变形有何不同并分析其原因。

3.绘制出挠曲变形沿板横向的分布曲线,分析其原因,影响因素,并提出控制挠曲变形的技术措施。

4.绘制出角变形沿板纵向的分布曲线,比较不同线能量时,角变形有何不同并分析其原因。

5.分析2mm、6mm板角变形的特点,比较两者有何不同并分析其原因。

附表

线能量与角变形、横向收缩、挠曲变形关系数据记录表

α0—焊前角变形α1—焊后角变形α—焊接所引起的角变形

B0—焊前引申仪数值B1—焊后引申仪数值B—焊接所引起的横向收缩变形f0—焊前挠曲变形f1—焊后挠曲变形f—焊接所引起的挠曲变形

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