試析焊接件變形的原因\\種類和矯正方法

　　目前，隨著產(chǎn)品質(zhì)量升級，焊接過程中焊接件變形直接關(guān)系到產(chǎn)品尺寸，裝配精度等技術(shù)要求。有時(shí)引起廠商雙方發(fā)生爭議，利益糾紛直接影響了廠家的經(jīng)濟(jì)效益。本文就焊接件產(chǎn)生變形的種類，原因及防止，矯正變形的方法作一些粗淺的分析。
　　1　焊接件變形種類
　　通常焊接件變形是指被焊工件在焊接過程中內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，一般情況下，被焊工件在焊接時(shí)能自由收縮，變形量較大，而應(yīng)力較??；反之，如果焊接件受外力作用，焊件不能自由收縮，產(chǎn)生的變形較小，焊接件應(yīng)力較大，應(yīng)引起操作者的注意。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，被焊工件在焊后均會(huì)產(chǎn)生一定的變形，且內(nèi)部存在一定的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致焊接件發(fā)生變形。具體有以下六大類(變形情況如圖1所示)。
　　
　　(1)焊件焊后沿平行于焊接方向上產(chǎn)生的收縮變形稱為縱向收縮變形。當(dāng)焊縫位于焊件的中性軸上，或數(shù)條焊縫分布在相對中性軸的對稱位置上焊后焊件將產(chǎn)生縱向收縮變形。
　　(2)焊件焊后在垂直于焊縫方向上發(fā)生的收縮變形稱為橫向收縮變形。橫向收縮變形量隨板厚的增加而增加。
　　(3)如果焊件上的焊縫不位于焊件的中性軸上，并且相對于中性軸不對稱，則焊后焊件會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。
　　(4)焊后構(gòu)件兩端繞中性軸相反方向扭轉(zhuǎn)一角度稱為扭曲變形，其主要原因是構(gòu)件的角度形沿長度上分布不均勻或縱向有錯(cuò)邊，則會(huì)產(chǎn)生扭典變形。
　　(5)焊后構(gòu)件產(chǎn)生形似波浪的變形稱為波浪主要發(fā)生在薄板焊接過程中，由于板中的內(nèi)應(yīng)力，在焊縫附近是拉應(yīng)力，離開焊縫較遠(yuǎn)的兩側(cè)為壓應(yīng)力，若壓應(yīng)力較大，平板失去稱定，就產(chǎn)生波浪變形。
　　引起焊接件變形的原因是多方面的，但只要具體分析其產(chǎn)生的原因，采取有效的方法預(yù)防，矯正，就可以使焊接件變形降低到最小值，達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)工共要求。在實(shí)際生產(chǎn)過程中引起焊接件變形增大的主在原因有以下幾個(gè)方面。
　　2　焊接變形產(chǎn)生的原因
　　2.1焊接順序不正確
　　以中央廠承攬西班牙壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)件工字梁焊接為例，若采用邊裝邊焊順序進(jìn)行生產(chǎn)，則焊后產(chǎn)生較大的上拱彎曲變形，若采用整裝后焊順序則可以效減小彎曲變形的產(chǎn)生，此類型焊接工藝數(shù)不勝數(shù)，這里就不一一表述了。
　　2.2焊接工藝參數(shù)不正確
　　工藝參數(shù)的選擇是影響焊接件變形的主要原因，操作者若焊接時(shí)選取電流大，焊速慢則焊件變形大，因此在保證焊透的前提下，盡可能選擇小電流，慢焊速的方法，則減小焊件焊后變形，這就要求操作者在焊接過程中采用合理的工藝參數(shù)和操作順序。
　　2.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜
　　有些焊接結(jié)構(gòu)件，橫、縱焊縫交錯(cuò)，受拉、扭、彎結(jié)合應(yīng)力，是造成焊接件變形的主要原因，如中央機(jī)廠生產(chǎn)的液壓支架，橫筋縱筋及內(nèi)筋板上百件，焊縫密集，工作中焊件溫度上升很快，焊縫橫向、縱向、斜向都有，受力方向復(fù)雜，產(chǎn)品發(fā)生焊接變形程度極高。
　　2.4焊接工件材料內(nèi)應(yīng)力大
　　近幾年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高強(qiáng)度、高硬度優(yōu)質(zhì)鋼材不斷問世，Q420、Q460、Q550、Q690為主的低合金高強(qiáng)度，超高強(qiáng)度鋼材相繼應(yīng)用于結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，這類鋼材焊接應(yīng)力大，脆性高，極易產(chǎn)生嚴(yán)重的焊接殘余應(yīng)力變形，導(dǎo)致焊接工件報(bào)廢。
　　3　焊接件變形防止及矯正方法
　　焊接件變形對于結(jié)構(gòu)生產(chǎn)是一個(gè)不可避免但又不能允許增大缺陷，如何防止及矯正對于焊接領(lǐng)域來說是一個(gè)重要課題，根據(jù)現(xiàn)狀，一般有以下幾種預(yù)防矯正方法。
　　3.1預(yù)變形法
　　即在可能產(chǎn)生焊接變形的部位，先留出一些反變形量。
　　例如：工字鋼焊接一般翼板會(huì)產(chǎn)生“∧”變形，所以在組點(diǎn)前就預(yù)先將豎板壓出“∧”角度，留出變形量，以達(dá)到焊接件變形量最小量。
　　3.2剛性固定法
　　對于一些塑性較好但形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，可采取組點(diǎn)后剛性固定的方法。即在焊縫周圍加一些拉筋，撐筋。用以抵銷焊件焊后變形。
　　3.3采用正確的焊接順序
　　對于對稱焊縫，對稱跳焊；對于不對稱焊縫，先焊焊縫少的一側(cè)，后焊焊縫多的一側(cè)；對于焊縫較多的構(gòu)件，先焊短焊縫，后焊長焊縫；先焊橫焊縫，后焊縱焊縫。
　　3.4強(qiáng)力矯正
　　即焊前對焊件采用外力剛性拘束，強(qiáng)制焊件在焊接時(shí)不能自由變形，也可在焊后采用手工錘擊或壓力機(jī)矯正焊接變形的方法。
　　3.5火焰矯正
　　即利用火焰對焊接件進(jìn)行局部加熱，使構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形，使較長的金屬在冷卻后收縮，以達(dá)到矯正變形的目的。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對于一些原材料內(nèi)應(yīng)力大的構(gòu)件一般采用焊前預(yù)熱的方法，使焊縫溫度與工件溫度盡可能趨于一致，收到較好的效果。
　　通過以上焊接工藝措施，防止、矯正焊件變形方，可以有效防止焊件變形增大趨勢，達(dá)到產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)要求，解決焊件變形加大難題，為廠家贏得可觀的經(jīng)濟(jì)效