如何减少在机械焊接时由于热量而产生的机械变形

如何减少在机械焊接时由于热量而产生的机械变形
如何减少在机械焊接时由于热量而产生的机械变形

如何减少在机械焊接时由于热量而产生的机械变形
防止焊接变形的方法
通过以上的分析,我们基本了解焊接变形的原因及变形的种类,针对焊接变形的原因和种类从焊接工艺上进行改进,可以有效防止和减少焊接变形所带来的危害.下面,我们主要介绍几种常见的防止焊接变形的方法.
1.反变形法
在焊前进行装配时,预置反方向的变形量为抵消（补偿）焊接变形,这种方法叫做反变形法.
为8—12mm厚的钢板V形坡口单面对接焊时,采用反变形法以后,基本消除了角变形.
2.利用装配和焊接顺序来控制变形；
采用合理的装配和焊接程序来减少变形,这在生产实践中是行之有效的好办法,如图2（a）所示为一箱形梁,由于焊缝不对称,焊后产生下挠弯曲变形.解决办法是由两人或四人,对称地先焊只有两条焊缝的一侧,如图2（b）中焊缝1和1然后就造成了如图2 (c)的上拱变形.由于这两条焊缝焊后增加了箱形梁的刚性.当焊接另一侧的两条焊缝时,如先焊图2(d)中焊缝2和2,最后再焊图2(e)中焊缝3和3,就基本上防止了变形.
有许多结构截面形状对称,焊缝布置也对称,但焊后却发生弯曲或扭曲的变形,这主要是装配和焊接顺序不合理引起的,也就是各条焊缝引起的变形,未能相互抵消,于是发生变形.
焊接顺序是影响焊接结构变形的主要因素之一,安排焊接顺序时应注意下列原则：
1）尽量采用对称焊接.对于具有对称焊缝的工作,最好由成对的焊工对称进行焊接.这样可以使由各焊缝所引起的变形相互抵消一部分.
2）对某些焊缝布置不对称的结构,应先焊焊缝少的一侧.
3）依据不同焊接顺序的特点,以焊接程序控制焊接变形量.常见的焊接顺序有五种,即：
a.分段退焊法
这种方法适用于各种空间的位置的焊接,除立焊外,钢材较厚、焊缝较长时都可以设挡弧板,多人同时焊接.其优点是可以减小热影响区,避免变形.每段长应为0.5—1m.见图2(f)
b.分中分段退焊法
这种方法适用于中板或较薄的钢板的焊接,它的优点是中间散热快,缩小焊缝两端的温度差.焊缝热影响区的温度不至于急剧增高,减少或避免热膨胀变形.这种方法特别适用于平焊和仰焊,横焊一般不采用,立焊根本不能用.见图2(g)
c.跳焊法
这种方法除立焊外,平焊、横焊、仰焊三种方法都适用,多用在6—12mm厚钢板的长焊缝和铸铁、不锈钢、铜的焊接上,可以分散焊缝热量,避免或减小变形.钢材每段焊缝长度在200—400mm之间；铸铁焊件按铸铁焊接规范处理；不锈钢和铜由于导热快,每段长不宜超过200mm (薄板应短些).
d.交替焊法
这种焊法和跳焊法基本相同,只是每段焊接距离拉长,特别适用于薄板和长焊缝.见图2(i)
e.分中对称法
这种方法适用于焊缝较短的焊件,为了减小变形,由中心分两端一次焊完.见图2(j)
3.刚性固定法
刚性固定法减小变形很有效,且焊接时不必过分考虑焊接顺序.缺点是有些大件不易固定,且焊后撤除固定后,焊件还有少许变形和较大的残余应力.这种方法适用于焊接厚度小于6mm及韧性较好的薄壁材料.如果与反变形法配合使用则效果更好.
对于形状复杂,尺寸不大,又是成批生产的焊件,可设计一个能够转动的专用焊接胎具,既可以防止变形,又能提高生产率.
当工件较大,数量又不多时,可在容易发生变形的部位临时焊上一些支撑或拉杆,增加工件的刚性,也能有效的减少焊接变形.
3.散热法
散热法又称强迫冷却法,即将焊接处的热量迅速散走,使焊缝附近的金属受热面大大减少,达到减小焊接变形的目的.图 3（a）为水浸法示意图,常用于表面堆焊和焊补.图3(b)是散热法示意图,用紫铜作散热垫,有的还钻孔通冷却水,这些垫板越靠近焊缝效果越好.但散热法比较麻烦,且对于淬火倾向大的钢材不宜采用,否则易裂.
4.锤击焊缝法
锤击焊缝法,即用圆头小锤对焊缝敲击,可减少焊接变形和应力.因此对焊缝适当锻延,使其伸长来补偿这个缩短,就能减小变形和应力.锤击时用力要均匀,一般采用0.5Kg—1.0Kg的手锤,其端部为圆角（R=3—5mm）.底层和表面焊道一般不锤击,以免金属表面冷作硬化.其余各道焊完一道后立刻锤击,直至将焊缝表面打出均匀致密的点为止.
常见复杂构件防止变形的方法
1.钢架的焊接
钢架焊接的关键问题,是如何保证强度和防止变形.从工艺上保证强度能适应载荷的变化,其变形量不致影响安装和使用的要求,因此：
1）焊缝的高度和长度,要按图施工.装配误差要小,坡口要清理干净.
2）钢架的焊接一般先焊腹杆与节点板之间的焊缝,然后再焊上、下弦与节点板之间的焊缝,焊接顺序不应集中,而应在节点间间隔跳开焊接.