大型工字梁焊接变形的控制

四、尺寸检验结果
工字梁焊后的几何尺寸检测结果如表 )"
图 ;! 焊接顺序图
) % 对称焊缝的起弧和收弧位置保持一致
; 条较长的纵 向 的 焊 缝 ! 均 从 中 间 起 弧 向 两 端 分 段 退焊或跳焊 ! 横向焊 缝 从 下 起 弧 向 上 进 行 交 替 焊 ! 并 收 弧于工件的两端 " 这 样 确 保 工 件 的 两 端 能 向 中 间 收 缩 的 同时 ! 亦能有效地降低工件的焊接扭曲程度 "
& % 刚性固定
每隔 & " "!’ " " DD 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 图 & 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 "
电弧电压# A
图 &! 刚性固定及船形焊接示意图
( 7 工装 !! 7 工件
( % 选择合理的装配焊接顺序
如图 ; 所示 ! 按 # & $ & & & ’ 的 顺 序 进 行 隔 行 焊 接 ! 一条焊缝上可由 两 台 埋 弧 焊 机 同 时 施 焊 ! 提 高 加 热 的均匀性 "
’ % 反变形预防焊接
二、工字梁制作允差
设计要求 " 工字梁制作允差如表 ( 所示 #
三、工字梁焊接变形的控制
$ % 焊前准备
& (’ 下料 ! 为确保下料尺寸准确 ! 采用数控切割下
! % 确定合理的焊接参数
大型构件的焊接 ! 应 尽 量 采 用 小 电 流 施 焊 和 单 道 焊 成形 ! 以减小工 件 受 热 范 围 ! 从 而 减 小 焊 接 残 余 应 力 #
* % 锤击
在焊接过程中 ! 及时用小锤对焊缝进行均匀 地 轻 击 ! 可以有效降低焊接内应力 ! 减少焊接变形 " 检测结果表明 & 工件的焊接变形在设计允差之内 "
, % 选择合理的焊接热输入及散热
在保证焊缝质量 的 前 提 下 ! 尽 量 采 用 焊 接 能 量 小 的 焊接方法施焊 ! 减 少 对 焊 件 的 热 输 入 ! 强 迫 % 加 快 冷 却 速度 ! 将变形控 制 在 最 小 的 范 围 之 内 " 如 采 用 断 续 焊 % 分段退焊及跳焊等 代 替 连 续 焊 ! 采 用 + , !气体保护焊代
图 (! 工字梁结构示意图
( 7 上翼板 !! 7 中翼板 !) 7 腹板 !; 7 下翼板
一、焊接变形分析
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 围未加热金属的 阻 碍 ! 从 而 产 生 了 压 缩 塑 性 变 形 # 由 于 塑性变形区的存 在 ! 工 件 经 过 加 热 膨 胀 ! 加 上 随 后 的 不 均匀冷却 ! 以及结构 本 身 或 外 加 的 刚 性 约 束 作 用 ! 通 过 力 " 温度和组织等因 素 的 变 化 在 焊 接 接 头 区 产 生 了 不 均 匀的塑性变形 # 工字 梁 主 要 的 焊 接 变 形 特 点 表 现 为 $ 焊 缝的横向收缩使得 上 " 下 面 与 腹 板 间 相 对 角 度 发 生 变 化 的角变形 % 角变形 造 成 的 波 浪 变 形 % 焊 接 顺 序 " 焊 接 方 向不当和不对称焊接引起的扭曲变形等 ! 如图 ! 所示 # 料 # 由于工件长 达 ! )% " " DD! 必 须 分 段 拼 接 ! 下 料 时 ! 应考 虑 纵 向 焊 接 收 缩 量 # 经 计 算 ! 每 一 条 拼 焊 缝 应 有 & 7 & # DD 的收缩量 # & !’ 坡口 ! 为了使焊缝金属达到与母材等强度 ! 按全 焊透对接接头进行坡口加工 ! 坡口形式与尺寸见图 ) # 并用 砂轮打磨 & 清理’ 坡口及坡口附近 & " DD 范围内的铁锈 " 割 渣 ! 可防止夹渣 " 未熔合等焊接缺陷 ! 提高焊接质量 #
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管理与控制 8: ( : & @Biblioteka Baidu& ( =< 1 " ( = ; " ) *
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大型工字梁焊接变形的控制
厦工 ! 三明 " 重型机器有限公司 ! ! 福建 !! " ! 岳金喜 " # # $ $
( " " 5龙门式起重机的主梁是由一组大型工字梁焊接而 成的 ! 工字梁的结构如图 ( 所示 ! 长! ) % " " DD" 宽’ " " DD" 高! ! 材质为 B #B " " " DD! 重达 ! ’& " " > ) ; & ) ; & 为最常用 S 的结构件用钢之一 ! 易焊接 ! 且焊接工艺成熟 ! 但是该工件 为大型的 " 细 而 长 的 构 件 ! 抗 弯 刚 性 小 ! 易 产 生 焊 接 变 形 # 这往往制约了生产进度 ! 影响了工件的质 量 ! 所 以 ! 焊接变形的控制就成为制造厂迫切需要解决的问题 #
" ! ! " " #年 第 ! !期 ! 焊 接 与 切 割 !!! "#$ % & ’ !( ) * + , . / 0 1 " 2 (# -
热加工
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8 : ( : & @ & ( =< 1 " ( = ; " ) 管理与控制 !!!!! !! *
替焊条电弧焊等 ! 都能达到减少焊接变形的目的 "
反变形是有效预 防 焊 接 变 形 的 常 规 方 法 " 通 过 试 验 得知 ! 焊前对该工 件 的 上 % 下 翼 板 分 别 预 压 )!& DD 与 焊接变形方向相反 的 预 变 形 后 再 进 行 焊 接 " 这 样 能 较 大 程度地抵制了工 件 焊 后 变 形 " 经 几 次 实 践 ! 效 果 比 较 理 想"
图 )! 坡口形式与尺寸
相同尺寸的焊缝焊 接 参 数 保 持 一 致 ! 确 保 工 件 焊 接 时 能 较均匀地受热 ! 焊接参数如下表 "
表 !! 焊接参数
焊丝牌号 焊丝直径# DD 焊接电流# 8 F " $ 8 & ’ " "!# " " 焊剂
K( 焊接焊速# D$‘
F _ ; ) ( ( &!( $ ) ’!; "
五、结语
采用上述工艺措 施 ! 工 字 梁 的 焊 接 变 形 得 到 了 有 效 的控制 ! 加快了生产 进 度 ! 为 公 司 创 造 了 良 好 的 经 济 效 益 ! 并今后大型工字梁的焊接积累了宝贵的实践经验 "
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热加工
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