薄板焊接变形的火焰矫正
钢结构加工变形火焰矫正
钢结构加工变形火焰矫正火焰矫正是利用火焰所产生的高温对矫正件变形的局部进行加热,使加热部位的钢材热膨胀受阻,冷却时收缩,从而使被矫正部位纤维收缩,以使矫正件达到平直或一定几何形状并符合技术范围的工艺方法。
1、点状加热加热区域为一个或多个一定直径的圆点称为点状加热。
根据矫正时点的分布情况有:一点形、多点直线形,多点展开形及一点为中心多点梅花形等。
点状加热一般用于矫正中板、薄板的中间组织疏松(凸变形)或管子、圆钢的弯曲变形。
特别对油箱、框架等薄板焊接件矫正更能显示其优点。
进行点状加热应注意以下几点:(1)加热温度选择要适当,一般在300℃-800℃之间。
(2)加热圆点的大小(直径)一般是:材料厚圆点大,材料薄圆点小,其直径以选择为板厚6倍加10mm为宜,用公式表示即:D=6t+10 (3)进行点状加热后采用锤击或浇水冷却,其目的能使钢板纤维收缩加快,锤击时要避免薄板表面留有明显锤印,以保证矫正质量。
(4)加热时动作要迅速,火焰热量要集中,既要使每个点尽量保持圆形,又要不产生过热与过烧现象。
(5)加热点之间的距离应尽量均匀一致。
2、线状加热加热处呈带状形时称为线状加热。
线状加热的特点是宽度方向收缩量大,长度方向收缩量小。
主要用于矫正中厚板的圆弧弯曲及构件角变形等。
线状加热时焊嘴走向形式有直线形、摆动曲线形、环线形等。
采用线状加热要注意加热的温度、宽度、深度之间联系,根据板厚及变形程度采取适当的方法。
一般来说,直线形加热宽度较狭,环线形加热深度较深,摆动曲线形加热宽度较宽,加热深度较环线为浅。
对于钢板圆弧弯曲矫平,此变形特点是上凸面钢材纤维较下凹面纤维长,采用线状加热矫平可将凸面向上,在凸面上等距离划出若干平行线后用焊嘴按线逐条加热,促使凸面纤维收缩而使钢板趋于平整。
采用线状加热一般加热线长度等于工件长度。
如遇特殊情况加热线长度必须小于工件长度时,特别当加热线长度为工件长度80%以下时,线状加热在宽度上对钢材矫平,还会在长度方向引起工件弯曲,必须加以注意。
焊接中火焰矫正的工艺要点
焊接中火焰矫正的工艺要点
对于薄钢板,进行火焰矫正量允许在加热的同时进行浇水。
对于厚度大于8mm的钢板,一般是不允许浇水的。
火焰矫正时浇水,对变形的矫正是不起丝毫作用的,只是为了加速冷却,提高工效而已。
火焰矫正法的工艺要点主要有:
1、加热方式
加热方式有点状加热、线状加热和三角形加热三种。
点状加热用于矫正刚性小的薄件。
线状加热用于矫正中等刚性的焊件,有时也可用于薄件。
三角形加热可用几个气焊炬同时进行,用于矫正刚性大的焊件。
2、加热温度和速度
加热温度一般在500~800℃之间。
低于500℃效果不大,高于800℃会影响金属组织。
加热速度与变形量有关。
矫正变形量大的,一般用中性焰慢烤;矫正变形量小的,一般用氧化焰快烤。
3、加热范围
加热位置总是在变形凸起的部位进行。
;加热长度不超过全长70%,宽度一般为板厚的0.5~2倍,深度一般为板厚的30%~50%。
4、加热火焰
正常情况下,用微氧化焰。
当变形较大或要求加热深度大于5mm时,可采用较小的加热移动速度,用中性焰。
当变形不大或要求加热深度小于5mm时,应采用氧化焰和较大的加热移动速度。
火焰矫正主要适用于各种低碳钢,(如Q235、20g、22g等)和部分普通低合金钢(如16Mn、15MnV、15MnVN、14MnVTiRe、15MnTi、14MnNb半等)。
火焰矫正不适用于铸铁件和淬硬倾向大的合金钢。
钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法范文(二篇)
钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法范文一、引言钢结构在施工过程中,由于焊接产生的高温会引起结构的变形,特别是大型钢结构的焊接变形更为明显。
为了保证钢结构的稳定性和减小焊接变形,常常需要采用火焰矫正的施工方法。
本文将详细介绍钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法,以指导工程实践。
二、火焰矫正施工方法钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法主要包括火焰热处理和局部加热矫正。
1. 火焰热处理火焰热处理是一种通过钢结构表面加热的方法,来改变焊接区域的组织结构,从而达到减小焊接变形的目的。
具体步骤如下:(1)准备工作:确定焊接变形的部位和范围,并进行标记。
清理焊接区域,确保表面光洁。
(2)施工准备:选择合适的气焰喷枪,调节好气焰的大小和温度。
(3)加热过程:用气焰喷枪在焊接区域进行均匀加热,避免过热或不均匀加热。
根据具体情况可采用局部或全面加热。
(4)冷却过程:在加热达到一定程度后,逐渐停止加热,让焊接区域自然冷却。
2. 局部加热矫正局部加热矫正是通过对焊接变形较大的区域进行局部加热,来减小焊接变形。
具体步骤如下:(1)准备工作:确定焊接变形的部位和范围,并进行标记。
清理焊接区域,确保表面光洁。
(2)施工准备:选择合适的焊割设备,调节好焊割电流和气体流量。
(3)加热过程:用焊割设备对焊接区域进行加热,一般采用割炬的集中热源进行加热。
加热的温度和时间要根据具体情况进行调整。
(4)冷却过程:在加热达到一定程度后,逐渐停止加热,让焊接区域自然冷却。
三、施工注意事项在进行钢结构焊接变形的火焰矫正施工时,需要注意以下事项:1. 安全第一:在进行火焰矫正施工时,必须严格遵守安全操作规程,采取必要的防护措施,防止事故的发生。
2. 环境保护:在进行火焰矫正施工时,要注意环境保护,避免对周围环境造成污染。
3. 控制加热温度:在进行火焰矫正施工时,要控制好加热的温度,避免过热引起其他问题。
4. 施工过程监控:在进行火焰矫正施工时,应定期对焊接区域进行监测和测量,以确保矫正效果。
钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法
万方数据 冷却收缩后被拉平。矫正时应 加热区金属受挤压,
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& & 嵇海堂: 滚切式双边剪的改造
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万方数据 作者简介: 夏文胜 ( &()(%) , 男, 江西赣州人, 工程师, 从事冶金建设工程管理质量监督工作。
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万方数据
图 !" 角变形矫正
太高, 否则造成凹陷变形, 很难修复。如图 , 。
图 ," 变形矫正
,- 1" 柱、 梁、 撑腹板的波浪变形 矫正波浪变形首先要找出凸起的波峰, 用圆点 加热法配合手锤矫正。加热圆点的直径一般为 $% 当钢板厚度或波浪形面积较大时直径也 & /% 00, 应放大, 可按 ! 2 ( 3 ! 4 !% ) 00 ( ! 为加热点直径; ! 为板厚) 计算得出值加热。烤嘴从波峰起作螺旋形 移动, 采用中温矫正。当温度达到 ’%% # & (%% # 时, 将手锤放在加热区边缘处, 再用大锤击手锤, 使
船舶薄板结构火焰矫正的研究实例
船 舶 的 上 层 建 筑 房 间 围 壁 、 板 等 甲
火焰矫正法的工艺程序是 : 围壁 ①
由壁 板 和其 上 的构 件 组成 . 先矫 正 构件
多 采 用 薄 板 , 后 变形 较 大 , 正 的 工 焊 矫
表 1 变 形 状 态 及 火 焰 矫 正 方 法
般来 讲 .产 生 焊接 变形 是 不 可 避 免
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信 号 的 频 率 而 定 . 样 数 据 先 后 存 放 在 采 不 同 的 数 据 寄 存 器 中 . 比 较 后 取 中 间 经
明显 的脉 冲干 扰 .只 是削 弱其 影 响 . 要 提高 效果 可采用 去极 值平 均滤 波 。防脉
文章介 绍 了船 舶 薄板结 构 火焰矫 正的研 究实例 。 关键 词 : 船舶 薄板 结构 ; 火焰矫 正 ; 究 实例 研
中图分类 号 :G 4 T 4 为 了保 证 船 舶 的 快 速 性 . 舶 的 上 船 文 献标识 码 : A 率 . 提高 了矫正 效果 。 又
11 火 焰 矫 正 法 的 工 艺 程 序 .
构 收 缩 部 分 的 纤 维 ( 般 是 焊 接 接 头 区 一 的 纤 维 ) 长 。 如 何 对 焊 接 变 形 的 船 舶 伸
焊接变形的火焰矫正
焊接变形的火焰矫正隧盔越焊接变形的火焰矫正山东常林机械集团股份有限公司(临沭276715)王绪桥在l丁程机械产品中,钢制结构件在制做过程中,常因施焊过程中的热胀冷缩,构件布局及工艺等因素的影响,引起结构件产生变形.虽然对其采取了一系列预防和控制措施,但最后的变形量仍会超过设计允许变形范围.针对构件各种不同形式的变形,必须选择合适的矫正方法,一般刚性较大的结构件产生的弯曲变形,尤其大型结构件,不易采用冷矫正方法,否则会产生较大的叠加应力或裂纹,这时应在焊接部位与所对称的位置采用火焰矫正.火焰矫正主要应用于焊接性能好的低碳钢和强度较低的低合金钢.火焰矫正是把焊后的凸面部分加热使其热胀,一开始加热时有明显的凸形,而加热到500℃以上时,塑性明显增大,但一般不应>800℃,这时反向抗力即可克服其膨胀力,不再伸长.当冷却时,加热部分会收缩,中问部分收缩最大,比原来状态变得更短些,从而达到矫正目的,使焊件恢复正确尺寸,形状.实质上火焰矫正是利用金属局部受火焰加热后的冷却收缩所产生的张力去拉直原来已经产生的各种焊接变形. 一,火焰矫正的关键准确的加热位置,适宜的加热温度,合适的加热深度,正确的矫正顺序以及合理加热方式这五个方面是提高火焰矫正效果的关键.不同的加热位置可以矫正不同方向的变形,不同的加热温度,可以获得不同的矫正变形能力.而与加热后的冷却速度关系不大,但冷却速度增大,会使金属变脆,可能引起裂纹.1.加热位置的确定并不是所有的变形位置都是矫正的正确位置,变形往往存在于刚性较差的部位.加热位置一定要选择存焊件变形后的凸面部分,如果选择在变形的凹面,则变形将越矫越大.所以说如果加热位置定错了,不但矫正不了变形,有时甚至还会得囡芏笪兰塑塑堡型.热舡WWW.meta1working1950com到相反的结果.另外注意不要在同一位置反复加热,同一部位加热不得超过两次,加热位置通常都远离焊缝.2.加热温度在火焰矫正所允许的范围内,一般来说,钢材的加热温度与变形能力成正比.加热部位的温度必须高出相邻未加热部位,使得受热金属热膨胀受阻,产生压缩塑性.火焰矫正时,加热火焰通常为中性焰,若要限制加热深度可采用氧化焰.常用结构钢加热温度一般控制在600—800~C(从钢材表面颜色上看,应在褐红色至淡樱红色之间),最高≤850℃,最低为360~C左右.温度过高时,会使钢材的组织发生金属变脆,影响韧性,并产生较大的残余应力,大大降低钢材的力学性能及结构承载能力;温度过低时,由于产生的压缩塑性变形量小,矫正效果不显着.工程机械常用的材料Q345钢板在使用火焰矫正时,加热温度>700%时不能用水冷却.淬火倾向较大的钢材及比较厚钢板温度>700~C,矫正时同样也不能用水冷却.低碳钢和Q345等常用低合金钢,当板厚不大,加热温度在360—700~c时,可用水火矫正.采用水火矫正时,要等钢材温度冷却到失去红态时再浇水(见下表),切记加热过程中不要进行浇水.火焰矫正过程用水冷却的目的是限制热胀的范围,增加对加热区的挤压作用,可立即看到矫正效果,不必等待.火焰矫正时的加热温度与表面颜色的对应关系加热温度/℃冷却方式钢材表面颜色与温度对照深褐色(550~580)℃360~600水冷褐红色(580~650)℃暗樱红色(650~730)℃600~700空冷,水冷深樱红色(730~770)oC淡樱红色(800~830)℃700~850空冷亮樱红色(830—960)℃3.加热深度加热深度是控制矫正效果的重要环节之一.加热深度一般控制在钢板厚度的2/3以下.三角形加热方式一般为结构件宽度的2/5左右.若一次加热未达到矫正效果,则需要做第二次加热,其加热温度应略高于前次,否则将无效果.4.矫正顺序在矫正某一部分变形时,要考虑相邻部分和结构整体的影响.当板厚不同时,先矫正厚板,再矫正薄板;结构骨架和钢板都同时变形时,先矫正骨架变形,后矫正钢板变形;当强弱骨架相邻,先矫正强骨架变形,后矫正弱骨架变形;T形梁焊后变形先将腹板矫直,后矫正翼板的角变形;箱形梁变形先矫正扭曲变形,其次矫正弯曲变形;框形底架先矫正中梁,后矫正侧梁;变形处较多时,先将其表面分为几个区域,逐个区域进行矫正.5.加热方式焊接变形是永远避免不了的,在火焰矫正时,对构件的应力要有正确的分析和判断,才能根据实际需要确定合适的矫正方法.(1)线状加热主要用于矫正角变形和弯曲变形,其特点是横向收缩量一般大于纵向收缩量.加热线的宽度越大,横向收缩也越大,尽量利用这一点来提高矫正效果,线状加热的加热线宽度应为钢板厚度的0.5—2 倍,焊炬平均移动速度为4mm/s,加热速度应尽可能快一些,使钢板在横向产生不均匀的收缩,从而消除角变形和弯曲变形.型材和板材的角接焊缝引起的角变形,一般只须在焊缝的背面进行线状加热即可矫正;对于T形接头角焊缝引起的角变形,可根据”板厚度增加,角变形降低”的原则,适当增加钢板的厚度,促使角变形减小.图1是挖掘机结构件回转平台施焊图的一小部分,图2是回转平台因焊接变形产生角变形而采取火焰矫正的演示图.采用火焰矫正虽是一种传统的工艺,但此方案已在实践中得到验证,效果非常好.此件不能采用机械校正法,由于在A处及处采用机械校正受力不均匀,有的地方能校到,有的地方校不到,而且常常会压伤工件表面,校正效果不好.把1部分,2部分,3部分先点固在一起(见图4),然后按图示所标注的焊角尺寸,进行两处周圈施焊.由图l图2于A位置及B位置焊脚尺寸>8ram,需采用多层多道焊接,导致热变形比较大,焊好以后,动臂两端尺寸均<865mm,这时采用图3方式进行火焰矫正.由于钢板比较厚,可在600~800%内,用多个大号气焊炬对准每件侧板外侧两处同时作螺旋式线状加热,加热时焊炬应稍作后倾,边加热边移动,始终保持表面加热.如果一次加热未全部矫正,可待完全冷却后第二次加热,同时根据结构和材料的具体情况,可再Jm#l,力.加热位置位置图3图4(2)三角形加热三角形主要用于矫正厚度大,变形量大的弯曲变形,其焊接加热的部位是在弯曲变形构件的凸缘,三角形的底边在被矫正构件的边缘,顶点朝参磊工.工—廖溷量避幽;.簦誊蓐内.加热面积较大,收缩量也较大,尤其在三角形底部.加热时产生的收缩量是边缘大,逐渐过渡到零.例如上拱变形矫正时,在立板上用三角形加热矫正见图5,若第一次加热后还有上拱变形,在进行第二次加热,加热位置选在第一次加热位置之间,加热方向由里指向边缘.图5构成挖掘机的主要结构件转台,由于焊接变形区比8区低5一[Omm,此时采用三角形加热法矫正,在C区阴影部分加热,选用矫正温度在360—700℃内,即可达到矫正的效果,同样另一边若出现类似,加热另一边阴影部分,结果也很好(见图6).此件若采用机械校正,会把U形板压变形,不但达不到校正目的,还会对_T件转台起破坏作用.图6(3)点状加热传统的火焰矫正方法,通常是用于处理厚度>8mm的钢板.对于<8mm的钢板一般使用点状加热.点状加热主要于薄板产生变形的矫正,采用点状加热时的火焰矫正点的点数可根据构件变形情况确定,由几点到几十点,点的排列一般为梅花状式.若钢板厚度在3mm以下时,加热点直径为18~20mm,加热点之间的中心距为80mm左右,加热温度500%左右,此时钢板呈紫樱色;若钢板厚度在4ram以上时,加热点直径根据变形情况适当增大,加热点之间的中心距可增大到150ram左右,加热温度500—700℃, 此时钢板呈深樱红色;加热后可采用水冷,若钢板厚度>8mm时,应采用自然冷却.点状加热采用多孑L压板防止薄板在加热过程中变墨笙箜塑堡篁参属热加工WW.metaIWOrkingI950C0m 形,通过压板上sl,-ft,/~l热,限制受热面积,增强矫形效果;点状加热有时为提高薄板矫正速度和避免冷却后在加热处出现小泡突起,在加热完一个点后,立即用木锤锤打加热点及其周嗣区域,钢材背面用木锤垫底,紧接着浇水冷却.二,火焰矫正技术要求(1)焊合件经矫正后一般不做退火处理,对有技术要求的矫正工件要做退火处理时,其退火温度一般为650.(2)若想降低焊件的变形,必须要从引起变形的源头解决,而不是在后续的工序中变形越来越多的时候再进行矫正.(3)火焰矫正前提条件不得损坏母材和焊缝,矫正后焊缝处的焊接残余应力状态基本保持不变,不能破坏母材的力学性能.(4)热矫正的目的不是让所矫正的工件完全平直,而是把其控制在误差范围内.钢板矫正后的允许偏差h见图7,钢板的挠曲矢高_厂(每lO00mm范围内),在6(钢板厚度)≤14mm时,h≤1.5mm;在6(钢板厚度)>14mm时,h≤1.0mm.7(5)矫正后钢材表面不允许有明显的凹面和损伤,表面划痕深度≤0.5nlm;矫正时对于中厚钢板,温度未降到室温时不得锤击.(6)加热区域必须避开焊接接头及节点处;加热区域应靠近变形曲线的初始端,这样利于消除变形.三,结语对于多人同时对某一1_件进行火焰矫正时,要密切配合,遵守操作规程,才能对构件变形的火焰矫正得到很好的效果.火焰矫正的优点是操作方便,机动灵活,一般使用的工具是气焊炬,可以在大型复杂结构上进行矫正,对各种变形都有一定效果.火焰矫正是根据结构特点和矫正的变形实际情况,确定加热方式和加热位置,并能凭经验目测控制加热区域温度,获得比较好的矫正效果,从而满足工件的使用性能.MW (20101122)。
薄板结构件焊接变形的控制和矫正措施浅析
薄板结构件焊接变形的控制和矫正措施浅析一、焊接变形的种类及原因分析(一)焊接变形的原因焊接变形是由于在焊接的过程中局部受热不均匀而造成的。
处于高温焊接区域的材料在受热的过程中膨胀变大,而周围的温度较低,膨胀量小的材料不能自由的进行膨胀,于是便出现了内应力,高温区的材料受到内应力的挤压就会形成局部压缩性应变,导致焊缝和焊缝附近的受热金属都发生收缩,由于焊缝处会发生收缩而其他部位有阻止其收缩,所以,就会产生焊接残余应力和变形。
由于焊缝的分布不均匀,就会出现各种不同的形状,产生不同种类的变形。
(二)焊接变形的种类影响焊接变形的原因是多方面的,可能是焊接材料的原因,也有可能是焊接方法的原因,可能是冷却的时间不够,也可能是焊接的顺序不合理,但是归根结底,焊接结构的变形主要是由焊接残余应力造成的,焊机结构变形的种类主要有:收缩变形,包括在焊缝方向发生的纵向收缩和垂直于焊缝方向的横向收缩;弯曲变形,包括纵向收缩和横向收缩引起的弯曲变形;波浪变形,由于焊板产生的压缩残余应力而形成的波浪变形;扭曲变形,主要是构件自身轴线扭曲引起的变形。
二、控制焊接构件变形的技术要求首先,采取定位焊点焊的方式可以有效的降低焊接结构件的收缩应力和焊接变形,确保焊接部分的自由收缩可以降低对结构变形不利的因素,焊接构件的焊接顺序应该从构件受力周围约束较大的部位开始,逐渐的想约束较小的部位推进。
其次,對焊接构件的焊缝进行焊接时要保持焊接的连续性,不能无故中断,若是由于特殊原因不得不中断,则应该采取相应的防止焊缝裂开的措施,将其表面清理干净,确认焊缝区不存在缺陷后,再继续焊接。
再次,在对构件进行预热的过程中,应该对主缝和定位二缝处同时进行预热,焊接温度须在焊接过程中保持稳定,定位焊缝的预热温度要高于主缝的预热温度,焊接的温度也必须符合焊接工艺的规定,加热能量也必须严格的和规范要求一致。
最后,相关的工作人员和技术人员都必须严格的按照国家的要求,取得相关的上岗资格以后才能够施工,如果已将取得相关的合格证书,但是已有半年以上没有从事相关的工作,需要重新考取相关的工作证书以后在上岗工作。
薄板结构件焊接变形的控制与矫正
薄板结构件焊接变形的控制与矫正一、前言薄板结构件一般指由厚度不大于4毫米的钢板(包括不锈钢板、镀锌板、白铁皮)组焊而成的结构件。
如我厂生产的压轮钻机机棚,司机室,电铲司机室均属此类。
控制与矫正薄板结构件的焊接变形需要有高超的技术,是我厂生产的软肋。
下面就我们达成的共识进行探讨,限于水平,仅供参考。
二、焊接变形产生的原因电弧焊是一个不均匀的快速加热和冷却的过程,焊接过程中及焊后,焊接构件都将产生变形。
影响焊接变形最根本的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件。
在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束,出现了压缩塑性变形,这就产生了焊接残余变形。
(一)影响焊接热变形的因素焊接工艺方法。
不同的焊接方法,将产生不同的温度场,形成的热变形也不相同。
一般来说,自动焊比手工焊加热集中,受热区窄,变形较小。
CO2气体保护焊焊丝细,电流密度大,加热集中,变形小。
2.焊接参数。
即焊接电流、电弧电压和焊接速度。
线能量越大,焊接变形越大。
焊接变形随焊接电流和电弧电压的增大而增大,随焊接速度增大而减小。
在3个参数中,电弧电压的作用明显,因此低电压高速大电流密度的自动焊变形较小。
3.焊缝数量和断面大小。
焊缝数量越多,断面尺寸越大,焊接变形越大。
4.施工方法。
连续焊、断续焊的温度场不同,产生的热变形也不同。
通常连续焊变形较大,断续焊变形最小。
5.材料的热物理性能。
不同的材料,导热系数、比热和膨胀系数等均不相同,产生的热变形也不相同,焊接变形也不相同。
(二)影响焊接构件刚性系数的因素1构件的尺寸和形状。
随着构件刚性的增加,焊接变形越小。
2胎夹具的应用。
采用胎夹具,增加了构件的刚性,从而减少焊接变形。
3装配焊接程序。
装配焊接程序能引起构件在不同装配阶段刚性的变化和重心位置的改变,对控制构件的焊接变形有很大的影响。
一般来说,焊接构件在拘束小的条件下,焊接变形大,反之,则变形小。
三、薄板结结构焊接变形的种类任何钢结构的焊接变形,可分为整体变形和局部变形。
焊接变形的火焰矫正
焊接变形的火焰矫正隧盔越焊接变形的火焰矫正山东常林机械集团股份有限公司(临沭276715)王绪桥在l丁程机械产品中,钢制结构件在制做过程中,常因施焊过程中的热胀冷缩,构件布局及工艺等因素的影响,引起结构件产生变形.虽然对其采取了一系列预防和控制措施,但最后的变形量仍会超过设计允许变形范围.针对构件各种不同形式的变形,必须选择合适的矫正方法,一般刚性较大的结构件产生的弯曲变形,尤其大型结构件,不易采用冷矫正方法,否则会产生较大的叠加应力或裂纹,这时应在焊接部位与所对称的位置采用火焰矫正.火焰矫正主要应用于焊接性能好的低碳钢和强度较低的低合金钢.火焰矫正是把焊后的凸面部分加热使其热胀,一开始加热时有明显的凸形,而加热到500℃以上时,塑性明显增大,但一般不应>800℃,这时反向抗力即可克服其膨胀力,不再伸长.当冷却时,加热部分会收缩,中问部分收缩最大,比原来状态变得更短些,从而达到矫正目的,使焊件恢复正确尺寸,形状.实质上火焰矫正是利用金属局部受火焰加热后的冷却收缩所产生的张力去拉直原来已经产生的各种焊接变形. 一,火焰矫正的关键准确的加热位置,适宜的加热温度,合适的加热深度,正确的矫正顺序以及合理加热方式这五个方面是提高火焰矫正效果的关键.不同的加热位置可以矫正不同方向的变形,不同的加热温度,可以获得不同的矫正变形能力.而与加热后的冷却速度关系不大,但冷却速度增大,会使金属变脆,可能引起裂纹.1.加热位置的确定并不是所有的变形位置都是矫正的正确位置,变形往往存在于刚性较差的部位.加热位置一定要选择存焊件变形后的凸面部分,如果选择在变形的凹面,则变形将越矫越大.所以说如果加热位置定错了,不但矫正不了变形,有时甚至还会得囡芏笪兰塑塑堡型.热舡WWW.meta1working1950com到相反的结果.另外注意不要在同一位置反复加热,同一部位加热不得超过两次,加热位置通常都远离焊缝.2.加热温度在火焰矫正所允许的范围内,一般来说,钢材的加热温度与变形能力成正比.加热部位的温度必须高出相邻未加热部位,使得受热金属热膨胀受阻,产生压缩塑性.火焰矫正时,加热火焰通常为中性焰,若要限制加热深度可采用氧化焰.常用结构钢加热温度一般控制在600—800~C(从钢材表面颜色上看,应在褐红色至淡樱红色之间),最高≤850℃,最低为360~C左右.温度过高时,会使钢材的组织发生金属变脆,影响韧性,并产生较大的残余应力,大大降低钢材的力学性能及结构承载能力;温度过低时,由于产生的压缩塑性变形量小,矫正效果不显着.工程机械常用的材料Q345钢板在使用火焰矫正时,加热温度>700%时不能用水冷却.淬火倾向较大的钢材及比较厚钢板温度>700~C,矫正时同样也不能用水冷却.低碳钢和Q345等常用低合金钢,当板厚不大,加热温度在360—700~c时,可用水火矫正.采用水火矫正时,要等钢材温度冷却到失去红态时再浇水(见下表),切记加热过程中不要进行浇水.火焰矫正过程用水冷却的目的是限制热胀的范围,增加对加热区的挤压作用,可立即看到矫正效果,不必等待.火焰矫正时的加热温度与表面颜色的对应关系加热温度/℃冷却方式钢材表面颜色与温度对照深褐色(550~580)℃360~600水冷褐红色(580~650)℃暗樱红色(650~730)℃600~700空冷,水冷深樱红色(730~770)oC淡樱红色(800~830)℃700~850空冷亮樱红色(830—960)℃3.加热深度加热深度是控制矫正效果的重要环节之一.加热深度一般控制在钢板厚度的2/3以下.三角形加热方式一般为结构件宽度的2/5左右.若一次加热未达到矫正效果,则需要做第二次加热,其加热温度应略高于前次,否则将无效果.4.矫正顺序在矫正某一部分变形时,要考虑相邻部分和结构整体的影响.当板厚不同时,先矫正厚板,再矫正薄板;结构骨架和钢板都同时变形时,先矫正骨架变形,后矫正钢板变形;当强弱骨架相邻,先矫正强骨架变形,后矫正弱骨架变形;T形梁焊后变形先将腹板矫直,后矫正翼板的角变形;箱形梁变形先矫正扭曲变形,其次矫正弯曲变形;框形底架先矫正中梁,后矫正侧梁;变形处较多时,先将其表面分为几个区域,逐个区域进行矫正.5.加热方式焊接变形是永远避免不了的,在火焰矫正时,对构件的应力要有正确的分析和判断,才能根据实际需要确定合适的矫正方法.(1)线状加热主要用于矫正角变形和弯曲变形,其特点是横向收缩量一般大于纵向收缩量.加热线的宽度越大,横向收缩也越大,尽量利用这一点来提高矫正效果,线状加热的加热线宽度应为钢板厚度的0.5—2 倍,焊炬平均移动速度为4mm/s,加热速度应尽可能快一些,使钢板在横向产生不均匀的收缩,从而消除角变形和弯曲变形.型材和板材的角接焊缝引起的角变形,一般只须在焊缝的背面进行线状加热即可矫正;对于T形接头角焊缝引起的角变形,可根据”板厚度增加,角变形降低”的原则,适当增加钢板的厚度,促使角变形减小.图1是挖掘机结构件回转平台施焊图的一小部分,图2是回转平台因焊接变形产生角变形而采取火焰矫正的演示图.采用火焰矫正虽是一种传统的工艺,但此方案已在实践中得到验证,效果非常好.此件不能采用机械校正法,由于在A处及处采用机械校正受力不均匀,有的地方能校到,有的地方校不到,而且常常会压伤工件表面,校正效果不好.把1部分,2部分,3部分先点固在一起(见图4),然后按图示所标注的焊角尺寸,进行两处周圈施焊.由图l图2于A位置及B位置焊脚尺寸>8ram,需采用多层多道焊接,导致热变形比较大,焊好以后,动臂两端尺寸均<865mm,这时采用图3方式进行火焰矫正.由于钢板比较厚,可在600~800%内,用多个大号气焊炬对准每件侧板外侧两处同时作螺旋式线状加热,加热时焊炬应稍作后倾,边加热边移动,始终保持表面加热.如果一次加热未全部矫正,可待完全冷却后第二次加热,同时根据结构和材料的具体情况,可再Jm#l,力.加热位置位置图3图4(2)三角形加热三角形主要用于矫正厚度大,变形量大的弯曲变形,其焊接加热的部位是在弯曲变形构件的凸缘,三角形的底边在被矫正构件的边缘,顶点朝参磊工.工—廖溷量避幽;.簦誊蓐内.加热面积较大,收缩量也较大,尤其在三角形底部.加热时产生的收缩量是边缘大,逐渐过渡到零.例如上拱变形矫正时,在立板上用三角形加热矫正见图5,若第一次加热后还有上拱变形,在进行第二次加热,加热位置选在第一次加热位置之间,加热方向由里指向边缘.图5构成挖掘机的主要结构件转台,由于焊接变形区比8区低5一[Omm,此时采用三角形加热法矫正,在C区阴影部分加热,选用矫正温度在360—700℃内,即可达到矫正的效果,同样另一边若出现类似,加热另一边阴影部分,结果也很好(见图6).此件若采用机械校正,会把U形板压变形,不但达不到校正目的,还会对_T件转台起破坏作用.图6(3)点状加热传统的火焰矫正方法,通常是用于处理厚度>8mm的钢板.对于<8mm的钢板一般使用点状加热.点状加热主要于薄板产生变形的矫正,采用点状加热时的火焰矫正点的点数可根据构件变形情况确定,由几点到几十点,点的排列一般为梅花状式.若钢板厚度在3mm以下时,加热点直径为18~20mm,加热点之间的中心距为80mm左右,加热温度500%左右,此时钢板呈紫樱色;若钢板厚度在4ram以上时,加热点直径根据变形情况适当增大,加热点之间的中心距可增大到150ram左右,加热温度500—700℃, 此时钢板呈深樱红色;加热后可采用水冷,若钢板厚度>8mm时,应采用自然冷却.点状加热采用多孑L压板防止薄板在加热过程中变墨笙箜塑堡篁参属热加工WW.metaIWOrkingI950C0m 形,通过压板上sl,-ft,/~l热,限制受热面积,增强矫形效果;点状加热有时为提高薄板矫正速度和避免冷却后在加热处出现小泡突起,在加热完一个点后,立即用木锤锤打加热点及其周嗣区域,钢材背面用木锤垫底,紧接着浇水冷却.二,火焰矫正技术要求(1)焊合件经矫正后一般不做退火处理,对有技术要求的矫正工件要做退火处理时,其退火温度一般为650.(2)若想降低焊件的变形,必须要从引起变形的源头解决,而不是在后续的工序中变形越来越多的时候再进行矫正.(3)火焰矫正前提条件不得损坏母材和焊缝,矫正后焊缝处的焊接残余应力状态基本保持不变,不能破坏母材的力学性能.(4)热矫正的目的不是让所矫正的工件完全平直,而是把其控制在误差范围内.钢板矫正后的允许偏差h见图7,钢板的挠曲矢高_厂(每lO00mm范围内),在6(钢板厚度)≤14mm时,h≤1.5mm;在6(钢板厚度)>14mm时,h≤1.0mm.7(5)矫正后钢材表面不允许有明显的凹面和损伤,表面划痕深度≤0.5nlm;矫正时对于中厚钢板,温度未降到室温时不得锤击.(6)加热区域必须避开焊接接头及节点处;加热区域应靠近变形曲线的初始端,这样利于消除变形.三,结语对于多人同时对某一1_件进行火焰矫正时,要密切配合,遵守操作规程,才能对构件变形的火焰矫正得到很好的效果.火焰矫正的优点是操作方便,机动灵活,一般使用的工具是气焊炬,可以在大型复杂结构上进行矫正,对各种变形都有一定效果.火焰矫正是根据结构特点和矫正的变形实际情况,确定加热方式和加热位置,并能凭经验目测控制加热区域温度,获得比较好的矫正效果,从而满足工件的使用性能.MW (20101122)。
4火焰矫正
1.原理 2火焰加热的特点 3.影响火焰加热的因素 4加热的方式
我们学习
火焰矫正原理
依据焊接引起的不均匀加热产生焊接变形 (纵向收缩和横向收缩)及应力的原因, 我们利用不均匀加热的方法引起新的变形 去矫正已经发生的变形,用新的变形抵消 原有的变形,达到矫正变形的目的
火焰加热原理
由于金属导热性差的原因, 钢板单边加热的时候,只 有加热部位温度上升,使 加热部位纤维层伸长,触 使钢板变形,等加热部位 冷却后,由于纤维层的收 缩应力,引起钢板的反向 变形 初始加热,加热位置膨胀 力小于钢板的强度,冷却 后恢复原样 只有加热到600-700℃, 膨胀应力超过屈服点强度 迫使钢板变形 因此温度越高矫正能力越 好
火焰加热的方式
1.点状加热 板材多成梅花状分布 型材和管材则多用直线排列 加热带你直径与板厚有关(厚板稍 大一些,薄板稍小一些),加热点 间距要均匀,加热点深度一般为板 厚的1/3为最佳
火焰加热方式
多用于刚性较大和变形较大的板材矫正 加热宽度为板厚的0.5-2.0倍 加热长度和间距根据工件尺寸和变形程度决 定 特点‘横向收缩大于纵向收缩’
火焰加热的特点
1.获得较大的矫正力,效果显著,适应性广阔 1㎝2面积钢板,冷却后产生24KN的矫正力 0.01㎡面积,冷却后产生2400的矫正力 2.设备简单、方法灵活、操作方便 3.消耗金属塑性储备,特备是重要结构、脆性好、塑性 差的材料 加热温度过高,会产生粗晶粒结构,降低力学性能, 影响钢结 构质量,温度低基本降低效果
火焰加热的方式
大多用于厚板和刚性较大构件(三角形 面积大,收缩量也大)如:型钢、焊接 梁,加热时,三角形高度一般为1/2-1/3
火焰矫正工艺要领
1.根据材料特点,不同材质不同性能(低合金结构钢、 合金渗碳钢、合金耐候钢等),是否适用于火焰加热, 避免降低其力学性能 2.分析结构变Βιβλιοθήκη 特点,考虑加热方式,位置和加热顺序
钢结构火焰矫正知识
钢结构火焰矫正知识钢结构加工制作过程中,无可避免的会产生构件焊接变形,一般会采用机械矫正和火焰矫正的方法来消除焊接变形。
一、火焰矫正可分为以下几种:⒈低温加热加热温度为500~600℃。
适宜加热板厚小于6mm的钢板。
适宜含碳量大于0.25%的碳素钢和低合金高强度钢火焰矫正。
⒉中温加热加热温度为600~700℃,适宜加热板厚6~12mm的钢板。
对于含碳量大于0.35%的碳素钢和低合金高强度钢加热温度要控制准确⒊高温加热加热温度为723~850℃,适于大厚板加热,板厚14~16mm加热温度750~800℃,大于20mm厚板加热温度为850℃。
含碳量大于0.35%钢和合金高强度钢不能采用高温加热矫正。
一般常用的Q345B就是低合金高强度钢,不过含碳量低于0.2%所以一般20mm 以上的钢板矫正可采用850℃高温矫正。
如何判断矫正的温度可参照下表中的各温区钢板色差变化目测判断。
另外要强调的一点就是低合金高强度结构钢8mm厚度以上的钢板不允许采用水冷矫正。
二、圆点火焰矫正的加热方法以及应用(1)圆点加热主要适用于构件板面波浪变形(2)板面调平定位矫正法具体操作如下:1.根据构件波浪变形的技术要求,使用平尺测量划出矫正范围。
2.在矫正区划出行格图和加热圆点面积。
3.火焰加热前将凸凹处加外力调平。
凸起处压平,凹处顶成平面,使用平尺检测对调平处后方可按划出的圆点火焰加热。
4.对调平处采用中性火焰,厚板采用碳化焰加热,温度为600~800℃,马上浇水冷却。
5.点状加热矫正薄板变形时,应注意(1)加热的温度要适当,既要能够足以引起钢材的塑性变形,温度又不能太高,一般为650-800 。
(2)加热点的大小和点与点间的距离要合适。
一般情况下,视板材的厚度而定,排列要均匀,多呈梅花状布局。
(3)浇水急冷和木锤锤击的目的是为了钢板的纤维组收缩加快。
(4)加热时气焊炬不要来回晃动,束状小焰要垂直钢板,加热点不要过多,以免增加不应有的内应力。
火焰矫正方法在薄板焊接中的应用
火焰矫正方法在薄板焊接中的应用导读中车永济电机公司设计的南非车、机车等变流器箱体都属于钣金结构焊接,由于焊接变形,侧板组件的矫正是必须环节,生产中最常用的工艺方法为火焰矫正。
火焰矫正焊接引起的箱体变形非常有效,但如果矫正温度、时间、方向把握不当,会造成箱体报废;该文章主要讨论了钣金理论与生产实践相结合的薄板火焰矫正方法。
1.概述通常把小于6.0mm的板材称为薄板,中车永济电机公司铆焊车间常用板材为1.5~4.0mm。
对于平整状态下的板材,产生了变形以后可以用手工锤展法或滚板机矫平法使其平整;但是已经组焊到箱体结构上的钣金件,由于焊接引起的鼓包、凹陷等变形,受箱体结构件的限制所以就不能使用锤展和滚板机矫平了。
因为锤展法会使钢板的面积扩大,而箱体结构上的薄板,由于受框架四周的限制而无法向周围扩展,如强制扩展某一部分,只会导致薄板纤维长的那一部分纤维更长,反而会使变形加剧。
而火焰矫正可以使较长的板料纤维收缩,还不受箱体形状的限制,因此箱体上的薄板变形宜采用点状火焰矫正法矫正。
2.火焰矫正法(1)火焰矫正原理。
火焰矫正是在钢材的弯曲不平处用火焰局部加热的方法进行矫正。
金属材料有热胀冷缩的特性,当局部加热时,被加热处的材料受热而膨胀,但由于周围温度低,因此膨胀受到阻碍,此时加热处金属受压缩应力,当加热温度为600~700℃时,压缩应力超过屈服极限,产生压缩塑性变形。
停止加热后,金属冷却缩短,结果加热处金属纤维要比原先的短,因而产生了新的变形。
火焰矫正就是利用金属局部受热后所引起的新的变形去矫正原先的变形。
因此,了解火焰局部受热时所引起的变形规律,是掌握火焰矫正的关键。
火焰矫正时,必须使加热而产生的变形与原变形的方向相反,才能抵消原来的变形。
火焰矫正加热的热源,通常采用氧乙炔焰,温度高,加热速度快,是火焰矫正的首要热源。
(2)火焰矫正的加热方式。
火焰矫正的效果,取决于火焰加热的位置和火焰的热量。
不同的加热位置可以矫正不同方向的变形,加热位置应选择在加热位置较长的部位,即材料弯曲部分的外侧。
钢构件焊接变形与火焰矫正
钢构件焊接变形与火焰矫正钢结构焊接产生的变形是在钢结构制作的常见问题,有些是无法避免的。
钢结构连接普遍采用焊接,且对于一些重要焊缝一般都采用全熔透焊接。
金属焊接时在局部加热、熔化过程中,加热区的金属与周边的母材温度相差很大,产生焊接过程中的瞬时应力。
冷却至原始温度后,焊缝及近缝区域就产生了焊接残余应力,在焊接应力的作用下焊接件结构发生多种形式的变形。
如果焊接后变形不予以矫正,则不仅影响钢结构的制作质量,外形尺寸、美观,影响结构在整体安装的尺寸偏差,更影响钢结构的工程安全可靠性。
一、焊接变形的矫正方法为了达到设计、规范要求,发生了焊接变形的焊接结构构件必须矫正,从另外一个角度来解释,这种矫正实质上都是设法造成新的变形来补偿或抵消已发生的变形。
在施工生产中,最常用的焊后残余变形的矫正方法可以分为机械矫正、火焰矫正和综合矫正。
1、机械矫正法:机械矫正一般用千斤顶、螺旋加力器、辊压矫正机或在大型压力机上完成。
2、火焰矫正法:即利用不均匀的加热使结构获得反向的变形来补偿或抵消原来的焊接变形。
火焰矫正是一门专业技术,对火焰掌握的方法和温度控制的不合理,相反的还会造成构件的更大变形。
因此对火焰矫正一定要有丰富的实践经验,下面对钢结构焊接的种类、矫正的方法作一个粗略的分析。
加热矫正法的加热方法可分为点状加热、线状加热、三角形加热。
以下为火焰加热矫正时的加热温度(材质为低碳钢Q235级),加热温度又分为低温矫正、中温矫正、高温矫正的三种矫正温度。
在矫正的过程中,一般以目测的方式来判断构件的变形程度、大小、方向,来选择何种的温度矫正方法。
矫正方法加热温度钢材颜色冷却方式低温矫正500~600度目测钢材表面加热的颜色为深褐红色用水冷却中温矫正600~700度目测钢材表面加热的颜色为暗樱红色自然冷却和水高温矫正700~800度目测钢材表面加热的颜色为淡樱红色自然冷却注意:火焰矫正时加热的温度不宜超高(900度为上限值,钢材表面的颜色为亮樱红色),超出限值会引起金属内结构晶粒粗大材质变脆,影响材质的冲击韧性。
焊接变形的火焰矫正
、
火焰矫正 的关键
准确 的加热位置 、适宜 的加 热温度 、合适的加热 深 度 、正确的矫正顺 序以及合理加热方式这 五个方面是 提
高火焰矫正效果的关键 。不 同的加热位置 可以矫正不 同
水冷却 的 目的是限制热胀 的范围 ,增 加对加热 区的挤压 作用 ,可立即看到矫正效果 ,不必等待。
果 ,则需要做第二 次加热 ,其加热 温度 应略 高于前 次 ,
否则将变形 时,要考虑 相邻部分 和结构整
体 的影响。当板厚 不 同时,先 矫正 厚板 ,再 矫 正薄 板 ; 结构骨架和钢板都 同时变形 时,先矫正 骨架变形 ,后矫 正钢板变形 ;当强弱 骨架相邻 ,先矫 正强 骨架变形 ,后
加热位置一定要选择存焊件变形后 的凸面部分 ,如 果选择在变形的凹面,则变形将越矫越 大。所 以说 如果 加热位置定错 了 ,不但矫正不 了变形 ,有 时甚至还会得
6 0~70 0 0
空 冷 、水 冷 深 樱 红 色 (3 7 0~7 0 o 7 )C 淡 樱 红 色 (0 8 0 ℃ 8 0~ 3 ) 亮樱红色 (3 8 0—90) 6 ℃
隧盔 越
焊 接 变 形 的 火 焰 矫 正
山东常林机械集团股份有 限公 司 ( 临沭 2 6 1 ) 王绪桥 7 7 5
在 l程机械产品中 ,钢制结 构件在制做 过程 中 ,常 丁 因施焊过程 中的热胀冷缩 、构件布 局及工艺等 因素 的影 响 ,引起结构件产生变形 。虽然对其采 取了一系列预 防 和控制措施 ,但最后的变形量仍会超过设 计允许变形 范 围。针对构件各种不 同形式 的变形 ,必须选 择合适 的矫 正方法 ,一般 刚性较大的结构件产生 的弯曲变形 ,尤其 大型结构件 ,不易采用冷矫正方法 ,否则会 产生较大 的
火焰矫正方法在薄板焊接中的应用
火焰矫正方法在薄板焊接中的应用作者:王开辉张延邦孙霄年来源:《中国科技博览》2017年第36期[摘要]在焊接构造制作过程中,纠正焊接变形是不行短少的环节之一,火焰纠正在焊接构造制作过程中占有十分重要的位置。
机车等变流器箱体都归于钣金构造焊接,因为焊接变形,侧板组件的纠正是有必要环节,出产中最常用的技术办法为火焰纠正。
火焰纠正焊接引起的箱体变形非常有用,但假如纠正温度、时间、方向掌握不妥,会形成箱体作废;该文章首要评论了钣金理论与出产实践相结合的薄板火焰纠正办法。
[关键词]钣金;箱体;火焰矫正;变形中图分类号:TG404 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)36-0181-01引言机车车辆生产中,薄板焊接占悉数焊接量的8%,其中薄板焊接占焊接总长的29%,薄板骨架焊接占59%。
在生产过程中除现有的那些不用填充金属的捍接办法外,在钨极惰性气体维护灯接技术的基础上,研究出一种有利于自动化、保证质量、并且成本低的焊接办法,即不运用填充金属的焊接方法。
1 概述通常把小于6.0mm的板材称为薄板,公司铆焊车间常用板材为1.5~4.0mm。
对于平整状态下的板材,产生了变形以后可以用手工锤展法或滚板机矫平法使其平整;但是已经组焊到箱体结构上的钣金件,由于焊接引起的鼓包、凹陷等变形,受箱体结构件的限制所以就不能使用锤展和滚板机矫平了。
因为锤展法会使钢板的面积扩大,而箱体结构上的薄板,由于受框架四周的限制而无法向周围扩展,如强制扩展某一部分,只会导致薄板纤维长的那一部分纤维更长,反而会使变形加剧。
而火焰矫正可以使较长的板料纤维收缩,还不受箱体形状的限制,因此箱体上的薄板变形宜采用点状火焰矫正法矫正。
2 火焰矫正的原理火焰矫正是采用火焰加热的方式使金属构件局部受到不均匀加热产生新的变形来抵消原有变形的过程。
即利用金属具有的热胀冷缩及机械性能随温度升高而降低的特性,将金属构件局部进行加热,加热区域的金属受热膨胀,但由于周围金属温度低,膨胀受到冷金属的阻碍,从而加热处的金属受到压应力,当加热温度至500℃以上时,金属材料屈服强度迅速降低,压缩应力超过屈服极限,加热区域产生压缩塑性变形。
焊接起拱火焰矫正的方法
焊接起拱火焰矫正的方法我折腾了好久焊接起拱火焰矫正这事儿,总算找到点门道。
我一开始做焊接起拱火焰矫正的时候,那完全就是瞎摸索。
我就拿着火焰喷枪,看着起拱的地方,心里想着把它弄平就行了,然后就乱烤一通。
结果呢,状况百出。
有时候起拱没矫正过来,反而把旁边的部分给烤变形了,那真叫一个惨。
我也试过按照书上说的,计算好加热的区域和温度再去弄。
但实际操作起来可不像书上写的那么简单。
就比如说加热区域的确定,书上就给个理论的形状和大小,可是在实际的焊接部件上,很难精确地去划出那个范围,就像你在地图上看一块小地方很容易确定,但真到实地就晕头转向了。
后来我发现,一个比较靠谱的方法是先从起拱边缘开始小火慢烤。
这个就好比给变形的地方先做个小按摩,让它先适应适应温度。
然后再慢慢往拱的最高处移动火焰。
不过在这个过程中,火焰的大小很难控制。
火焰大了,一下就烤过头,小了呢又没效果。
我可在这上面费了不少材料来试验。
还有就是移动火焰的速度,这也是很关键的。
开始我觉得速度快点好,可常常是太快了,热量还没充分作用在部件上就走了,矫正就失败了。
所以得摸索这个合适的速度,我感觉就有点像你煎蛋的时候,翻面煎另一面得找准时机,快了没熟,慢了就焦了。
另外,如果起拱比较大,不能着急一次做完。
我曾试过想一次把大起拱矫正过来,结果从起拱处裂开了一道小缝。
所以要分成几次来做火焰矫正。
我当时那个后悔呀,就跟你下棋走错一步满盘皆输的感觉一样。
对于具体的温度把握也很不确定,不同的材料对温度的承受能力不一样。
不过工字钢那种结构的部件,我发现用中等火焰,慢慢加热到大概600 - 700度左右,再慢慢冷却下来,起拱的矫正效果比较好,但这也不是固定数值,还要看具体情况。
在做火焰矫正前,要保证焊接部位没有残渣啥的,不然残渣受热会影响矫正效果,就像你打扫房间没扫干净角落灰尘,后面还是会重新脏一样。
还有就是加热后的冷却,如果放任不管,自然冷却有时候会有小幅度回弹的问题。
我就在想是不是应该用东西辅助冷却来防止回弹,比如拿个小风扇稍微吹一下,但又不确定这样会不会导致新的变形,所以在这方面还需要更多尝试。
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薄板焊接变形的火焰矫正
摘要:常规的风电机舱罩多采用复合材料制成,具有重量轻、易成形等优点,但同时也存在着成本高、壳体易变形、材料无法回收利用等缺点。
因此德阳东汽
电站机械制造有限公司对风力发电机组机舱罩采用金属材料进行了优化设计。
金
属机舱罩设计采用内部骨架支撑、外部包裹薄板的形式,保证了机舱罩强度。
关键词:薄板;焊接变形;火焰矫正
1 引言
这种薄板焊接结构易出现波浪变形,如果火焰矫正方法使用不当,选择同厚
板一样任意火烤捶打矫正,还会出现斑点状态的表面。
金属机舱罩制作的难点在
于如何有效控制焊接变形,因此生产过程中不仅需要正确的火焰矫正方法,也需
要设计各类工装来保证精度。
2 薄板焊接变形的矫正方法
火焰圆点加热和线状加热产生残余的压缩塑性变形,使其弯曲的纵横纤维得
到收缩,恢复至直线形,则薄板的波浪变形得到矫正。
(1)圆点加热法圆点加热法是火焰在构件上加热为圆点形面积的一种火焰
矫正方法。
在板件上加热一个圆点形面积,沿板厚温度分布,可构成圆柱体或圆
锥体(即为加热体),如图1所示,其边界框架与未加热部分构成刚性固定,则
加热体同两端刚性固定的钢棒加热冷却产生的变形与应力为同一个道理。
加热体
受边界框架的制约。
当加热温度至200℃以上时,冷却后会沿加热体圆柱的径向
产生残余的压缩塑性变形和应力,可使波浪变形减小。
由加热体本身冷却受边界
框架制约产生拉应力,边界框架以外产生压应力,形成新的应力平衡。
图1 圆点加热框架加热体
加热圆点的面积大小根据板厚决定,如薄板加热圆点直径取较大些,加热温
度600℃以上屈服点较低,其热膨胀受边界框架的制约;若加热圆点选择凸向变
形位置,则产生的挤压应力可分为切向应力和法向应力。
切向应力使加热体产生
压缩塑性变形,因加热体较薄易失稳。
法向应力使加热体和边界框架凸起成疱状[1]。
但如加热圆点直径过小,冷却后沿加热体圆柱径向产生残余的压缩塑性变
形和应力也较小,因此火焰矫正的效果也不明显。
经过长期的生产实践,总结出
钢板的厚度与加热圆点直径的关系,见表1。
表1 板厚与加热圆点直径关系下载原表(mm)
1)锤击矫正法。
将凸起处及凹陷处顶起或用工装施加外力使变形处成凸起状态,将火焰加热圆点
锤击调平。
加热圆点相互之间的距离为80~150mm。
加热圆点顺序:先矫正凸起处,后矫正顶起或揪起的凹处。
加热圆点温度控制在400~490℃,趁热使用大锤
在加热圆点周边锤击至平为止,并同时喷水冷却。
为减少锤伤可采用铜锤或垫平
锤锤击。
锤击矫正法操作简单,应用广泛,适用于修理板面质量要求不高的构件。
板面易留下疤痕和表面坑凹不平。
2)板面调平定位矫正法。
根据构件波浪变形的特点,使用平尺测量划出矫
正范围。
在矫正区域划出行格图和加热圆点面积。
火焰加热前应将凹凸处加外力
调平。
凸起处压平,凹处顶成平面,使用平尺检测调平处方可按照事先划出的圆
点进行加热。
对调平处采用中性火焰,厚板用碳化火焰,加热调平处温度至
400~490℃时立即喷水冷却。
一般一次在行格内顶压,在一个平面内可调平几个
圆点,然后加热、喷水冷却,再重新检测行格内平面度变化。
一般情况下,原加
外力将凸起调平加热冷却后,卸除外力不会反弹,仍保持加外力时调平的状态,
即加热点定位于平面内。
若将行格诸点逐个加外力调平后,同上述方法加热冷却,则所划的矫正范围内的波浪变形便会矫平。
矫平效果不但能达到技术要求,而且
矫正区域不留下锤疤和痕迹。
3)夹板矫正法。
夹板夹持薄板使波浪变形被挤压恢复到原平面,则板内压
应力也恢复到原压应力值,加热体上下周边框架挤压力加大,形成刚性框架。
由
于加热体热膨胀受边界框架的挤压,压缩塑性变形加大,则冷却下来残余压缩塑
性变形也大,于是过加热点的纵横纤维缩短,使松弛的纤维被拉直,板面的波浪
变形被矫平[3]。
使用带孔的具有足够刚度的平板作为胎具,将带有波浪变形的板件放在平台
上压平波浪变形,或使用烤板夹胎将板件波浪变形夹平。
然后通过胎具上的孔火
焰加热,喷水冷却,将板件的波浪变形矫平。
(2)线状加热法线状加热法是火焰在构件上沿直线、曲线和环线的连续加
热方法,被加热构件上的加热面积呈一条较窄的带状。
火焰在构件上加热线状同在构件上堆焊一条焊缝的焊接变形一样,有沿加热
长度方向的纵向收缩变形、垂直于加热长度方向的横向收缩变形,以及以加热线
为轴的角变形。
在一块板厚为δ,长度为L,宽度为b的矩形钢板上,使用火焰
烤枪沿板中心线呈线状纵向加热冷却,其中△1为纵向收缩量,△2为横向收缩量,α为角变形。
线状加热法其加热线越宽,在温度相同的条件下,产生的横向线性膨胀越大,则火焰矫正产生的压缩塑性变形就越大,火焰矫正效果也越好,但易引起板件局
部翘曲变形。
因此线状加热宽度应根据构件的变形情况和板厚选择。
1)直线加热。
火焰在构件上沿直线的火焰矫正。
火焰加热宽度较窄,加热
速度较快。
如果构件背部没有筋板,火焰加热宽度大,会引起构件局部翘曲变形,因此最好加热宽度≤15mm。
2)环形线加热。
火焰在构件上一环套一环向前加热,加热宽度较大,加热
体温度均匀,加热速度较直线加热速度慢。
若加热体后面没有依托,加热线宽度
≤40mm。
3)曲线加热。
加热宽度较大,加热速度慢,适用于厚板火焰矫正加热。
线
状加热矫正构件弯曲变形加热应烤透。
但火焰矫正角变形,不得烤透,通常加热
深度为板厚的1/2~1/3。
加热规范要控制稳定。
采用以上三种基本形式,还可组成其他形式的加热方法,如平行线法、网线法。
线与线之间的距离为50~200mm之间,平行线法和网线法可构成局部或大面
积加热。
3 结束语
1)通过实践得知,夹板矫正在薄板焊接变形的矫正法中是较麻烦的方法,
但火焰矫正效果最佳。
2)火焰圆点加热产生纤维收缩变形的大小与火焰加热的面积成正比,也与
加热点的分布有关。
若加热点在x、y方向分布均匀,加热点面积相同,则在板
面波浪变形区域形成行格分布,火焰矫正效果好。
3)钢结构在制造过程中,焊接变形是不可避免的,只有采取有效的方法、
措施控制焊接变形,并对超出公差要求的焊接变形进行有效的矫正,才能在满足
质量要求的同时,又满足经济性要求。
参考文献
[1] 王洪光.冷作钣金工工作手册[M].北京:化学工业出版社,2012.
[2] 袁超,姚明哲,李希勇,等.不锈钢地铁车辆底架制造工艺[J].金属加工(热加工),2017(16):29-31.
[3] 王纯祥.焊接工装夹具设计及应用[M].北京:化学工业出版社,2013.。