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鋼格柵板焊接變形的原因及預防措施

發布日期:2019-03-22 瀏覽量:

  隨著不銹鋼鋼格柵板的**應用,不銹鋼鋼格柵板的焊接變得尤為重要。不銹鋼鋼格板焊接變形,嚴重影響焊接質量和使用性,其具有復雜性、多樣性。

常見的  變形主要與橫向收縮、縱向收縮、彎曲變形、翹曲等有 關。不銹鋼鋼格柵板焊接過程中需要考慮板材的材料、幾何形狀 和尺寸及約束條件等因素的影響,同時還要將焊接的 工藝和焊接的參數列入到影響因素范圍之中。

   具體地 說,不銹鋼板材所能抵抗失穩變形的阻力和其所能承受的臨 界載荷主要與所選板材自身的材料、幾何形狀等設計 相關量相對應,兩焊接所產生失穩的殘余應力則與焊 接所采用的方法和參數有密不可分的關系??傮w而 言,選用合理的設計和制造將會顯著減小或消除不銹鋼鋼格板焊接變形。

 
鋼格柵板焊接變形的影響因素 
1. 輸入熱源對焊接變形的影響
在鋼格板焊接過程中,受到局部高溫熱源的影響,焊縫區 被急劇加熱,并局部熔化。該區域材料被加熱,使焊接 區擴展,而鋼格柵周圍溫度相對較低區域對焊接區產生約束, 從而產生彈性熱應力,材料的屈服應力極限在溫度升高后急劇下降,導致熱彈性應力超過屈服極限,形成熱 壓縮。

  冷卻時,焊縫區材料收縮受到周圍區域不均勻 溫度場的影響,產生不均勻的收縮變形,焊接區呈現拉 伸殘余應力,相鄰區域承受壓縮殘余應力。 不銹鋼鋼格板焊接對于熱源的輸入非常敏感,合理 控制輸入熱源能量的大小對于格柵板焊件質量有重要意義。

   輸入較大的熱源能量會造成較大的收縮變形,反之,輸 入較小的熱源能量會造成較小的收縮變形。因此在保 證焊縫形成良好情況下,選用盡可能小的輸入熱源。


2 .焊縫尺寸對焊接變形的影響
   對于不銹鋼鋼格板焊接來說,焊縫的面積 尺寸與鋼格板焊件的撓曲變形有著密不可分的關系, 另外,焊縫在結構中的位置對于不銹鋼鋼格板焊接 變形也會產生影響。不對稱的安排會導致焊件的彎曲 變形,鋼格板焊件截面中性軸越接近焊縫,相對而言彎曲變形 越??;反之,焊件截面中性軸離焊縫越遠,相對而言彎 曲變形越大。


3.焊板初始粗糙度和板厚對焊接變形的影響 
  但在實際加工生產中不可能制造出理想情況下的不銹 鋼板材,其可能存在不同程度的初始撓曲變形或者初 始幾何缺陷,這些初始表面粗糙度和缺陷會在一定程 度上造成鋼格板焊接的臨界失穩變形。

   對于存在不平整 度問題的板材,殘余應力的增加,起始階段板材撓度的 增長是相對緩慢的;但在焊接產生的殘余應力超過某一定值時,瞬間板材撓度的增加會相對較快。初始粗 糙度相對較大時,板材所能承受的臨界載荷值就會在 一定程度上降低,產生失穩變形越容易。

   因此必須嚴格控制不銹鋼板材焊件的初始表面粗糙度,否則其會 大大地影響著焊接抗失穩變形阻力和臨界載荷。 除初始表面粗糙度外,板材厚度對于失穩變形 也是一個重要的影響因素。焊板厚度越小,其剛度就 越小,抵抗彎曲變形的能力就越低,在不銹鋼板材對接 焊時,受到高溫熱源的影響,就更容易發生撓曲變形。 相反,焊接厚度越大,剛度就更大,不易變形。

 
4、鋼格板裝配對焊接變形的影響 
鋼格板焊接時選擇合適的焊件裝配順序,避免在總 的構件內引起多余的裝配應力。由于在不同裝配階段 裝配體總的剛性化和重心位置的改變,會導致裝配后鋼格板 焊件內存在本不應該有的應力。

  一般而言,處理不好 裝配焊接順序,會直接影響焊接的質量。另外,在不銹 鋼鋼格板裝配過程中有可能產生新的殘余應力,如果新 的殘余應力大于臨界變形應力,就會引起焊件變形。 因此應該盡可能減少或者避免產生裝配應力。 總之,焊接變形影響因素并不是孤立存在的,焊接 不規則的形變是多個因素綜合作用的結果。

  這需要從多個角度綜合考慮,在生產和設計過程中找到一個更 合理的措施,以減小焊接變形。

變形的控制及工藝措施:
不論是手工焊接和自動焊接技術、焊接經驗和焊接工藝的選擇都是很重要,因此操作人員除了平時加強焊接技術的訓練和焊接技術的積累外,還要合理的選擇焊接工藝,這樣對焊接質量的提高有著深遠的意義。


1、 鋼性強制性固定法焊接。采用焊接夾具或者組合夾具,將鋼格板焊件強制性固定牢靠后對焊件進行焊接,目的是增強其組合的鋼性,減小焊接過程中變形的傾向。保證裝配的幾何尺寸。如果鋼格板的焊縫比較長,可以采用壓鐵法分別放在焊縫的兩邊,以減少焊縫的變形。


2.不銹鋼鋼格板在焊接過程中減小變形的技術措施。在焊接過程中要注意以下兩方面的問題。a.盡量減小加熱階段產生的縱向塑性壓變力??v向塑性壓變力包括:預拉伸力(機械拉伸和預置溫度拉伸)、等效降低熱輸入法(采用的各種冷卻夾具焊縫兩側預先沉積的吸熱物質等)和降溫梯度的均勻預熱法。b.盡量增大冷卻過程中的縱向塑性拉應變,其中包括夾具的拘束動態溫差拉伸(隨焊激冷)和靜態溫差拉伸。


3、不銹鋼鋼格板在焊接后的變形控制措施。*科學的方法是采用多點加熱的方法對不銹鋼鋼格板產生的凸凹變形進行矯正,一般情況下,加熱點直徑不小于 15mm,加熱點與加熱點之間的距離應該根據板材的變形量大小來制定,正常的情況下在 50-100mm 范圍內。通過采用焊接后消除殘余應力熱處理法克服鋼制焊接構件的變形研究表明,為了更好的防治不銹鋼薄板焊接后回彈變形,穩定構件的尺寸,通過縫隙試樣、板條、板塊試樣等方式強制焊接后,再對構件進行焊后熱處理可以有效的克服板材焊接的變形。


不銹鋼鋼格板焊接變形的控制是提高焊接質量的*關鍵的問題,在焊接過程中要對每一個過程都要把好質量關的同時,操作人員還要加強平時的焊接技術的訓練,以提高焊接技術水平和焊接經驗的積累,使不銹鋼鋼格板的焊接質量得以提高。



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