题七焊接残余变形与应力预防措施.pptx
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1、学习目标知识目标:1.识记控制焊接残余应力的措施。2.理解控制焊接变形的方法。能力目标:理论联系实践,把理论应用到生产实习中 第1页/共70页主要内容一、防止和减少焊接残余变形与应力的措施二、焊接残余应变的矫正及残余应力的消除第2页/共70页一、防止和减少措施1.焊接结构的合理设计 合理的设计方案是控制焊接残余变形与应力的重要措施。在焊接结构的设计时要考虑:在保证结构有足够强度的前提下,尽量减少焊缝的数量和尺寸,对称布置焊缝,必要时预先留出收缩余量,适当采用冲压结构,减少焊接结构,将焊缝布置在最大工作应力之外,留出装焊夹具的位置。第3页/共70页2.控制焊接残余变形的工艺措施(1)选择合理的装
2、焊顺序 采用不同的装配、焊接顺序,焊后会产生不同的变形效果。先装配后焊接。工字梁的两种装焊顺序。A先装配、焊接成丁字形,然后再装配另一块翼板,最后焊成工字梁。采用这种焊装顺序,焊接丁字形结构时,由于焊缝在中性轴的下方,焊后将产生较大的上供弯曲变形,即使另一块翼板焊后产生反向弯曲变形,也难以抵消原来的变形,最后工字梁形成上供弯曲变形。B先整体装配成工字梁,然后再进行焊接,梁的刚性增加,再采用对称、分段焊接顺序,焊后上供弯曲变形就小得多。第4页/共70页 内部有大小隔板封闭箱形梁结构,不能采用先装后焊的装焊顺序,必须先制成 形梁后,才能制成箱形梁。首先将大小隔板与上盖板装配好,随后焊接焊缝1,接着
3、按图示装焊。第5页/共70页(2)采取合理的焊接顺序1)对称焊接 如果焊接结构的焊缝是对称分布的,采用对称焊接。工字梁,当采用1、2、3、4的焊接顺序时,虽然焊缝对称,焊后仍会产生较大的上供弯曲变形。应该注意焊接顺序,因为焊接结构的刚性会随着先焊焊缝熔覆量的增加而增大,同时所产生的变形也增大。在结构刚性增大的情况下,后焊产生的反变形不能完全抵消原先产生的变形。第6页/共70页工字梁正确的焊接方法为:1、2焊缝的长度分成若干段,采取分段、跳焊的对称焊接,先焊完总长度的6070%,然后翻转180焊接3、4焊缝,也采取分段、跳焊的对称焊将3、4焊缝全部焊完,再翻转试件,将1、2焊缝焊完。这样通过先后
4、熔覆金属的差量来控制变形。第7页/共70页2)不对称焊缝先焊焊缝少的一侧 如果焊接结构的焊缝是不对称的,采用先焊焊缝少的一侧,后焊多的一侧,使后焊的焊缝产生的变形足以抵消先前的变形,以使总体变形减小。压力机的上模结构。如果先焊焊缝多的一侧,结构将出现总体下挠弯曲变形。先焊1和1焊缝少的一侧,焊后出现上供变形,接着焊接2、2及3、3焊缝多的一侧,则焊后它们的收缩足以抵消先前产生的上供变形。如果按图e的焊接顺序进行船形焊,焊后变形最小。第8页/共70页3)采用不同的焊接顺序 结构中存在长焊缝时,不宜采用直通焊。在实践中,经常采用不同焊接顺序控制变形。其中分段退焊法、分中分段焊法、跳焊法和交替焊法,
5、常用与长度为1m以上的焊缝;长度为0.51m的焊缝可用分中对称焊法。退焊法和跳焊法的每段焊缝长度一般为100350mm。第9页/共70页(3)反变形法 为了抵消焊接残余变形,焊前预先使焊件向焊接变形相反的方向变形。V形坡口中采用。另外一种做法是两块焊件对接装配时,采取终焊端的根部间隙比起焊端大,以避免焊接过程中,由于纵、横向收缩,促使终焊端的间隙变小而影响打底层焊接质量。工字梁控制角变形,可在焊前预先将翼板制成反变形,然后按图C所示的装配角度和焊接顺序进行焊接,以抵消焊后变形。第10页/共70页(4)刚性固定法焊接前对焊件采取外加刚性约束,使焊件在焊接时不能自由变形。几种不同焊接结构采取刚性固
6、定法的实例。第11页/共70页(5)散热法 焊接时用强迫冷却的方法将焊接区的热量带走,使受热面积大为减小,从而达到减小变形的目的。将焊件浸入水中焊接喷水冷却焊接水冷紫铜板散热焊接注意:散热发不适用与淬硬倾向较高的材料,否则会产生裂纹。第12页/共70页1、设计措施(1)合理选择焊件尺寸(2)合理选择焊缝尺寸和坡口形式(3)尽量减少不必要的焊缝(4)合理安排焊缝位置 第13页/共70页第14页/共70页第15页/共70页第16页/共70页第17页/共70页第18页/共70页2、工艺措施(1)反变形法(2)刚性固定方法(3)合理选择焊接方法及焊接规范(4)采用合理的装配焊接顺序(5)散热发第19页
7、/共70页第20页/共70页第21页/共70页第22页/共70页第23页/共70页第24页/共70页方案方案a:312 f1+f2+f3方案方案b:123 f1+f2f3方案方案c:213 f1 f3第25页/共70页第26页/共70页第27页/共70页3.控制焊接残余应力的工艺措施(1)选择合理的焊接顺序1)尽可能使焊缝自由伸缩 减少焊接结构在施焊时的约束,最大限度地减小焊接残余应力。大型容器底部有许多平板拼接而成。焊接应从中间向四周进行,以使焊缝的收缩从内向外依次产生。同时先焊横向(短)焊缝,后焊纵向(长)焊缝。带肋板的工字梁的焊接顺序,两边对称地逐格焊接,使构件自由收缩。第28页/共70
8、页2)先焊收缩量大的焊缝 先焊收缩量大、焊后可能产生较大的焊接残余应力的焊缝,使焊缝收缩时的约束度小,故焊接残余应力也小。如同一结构上既有对接焊缝,又有角接焊缝时,应先焊收缩量相对较大的对接焊缝。第29页/共70页3)先焊交叉焊缝的短焊缝,后焊直通长焊缝保证短焊缝焊后有自由收缩的可能。第30页/共70页合理选择焊接顺序和方向(先横后纵)112233按焊缝长短确定焊接顺序第31页/共70页(2)选择合理的焊接工艺参数 焊接时尽可能采用小直径焊条和较小的焊接电流,减小受热范围。(3)采用预热的方法 预热温度一般在150350之间。目的是减小焊接区和结构整体的温度差,以使焊缝区与结构整体尽可能地均匀
9、冷却,从而减小内应力。常用于淬硬倾向较大的材料。第32页/共70页(4)加热“减应区”法 在焊接或补焊刚性很大的结构时,选择适当的部位进行加热使之伸长,加热区的伸长带动焊缝部位,使其产生与焊缝收缩方向相反的变形,然后再进行焊接。冷却时,加热区的收缩与焊缝的收缩方向相同,使焊缝有自由收缩的可能,焊接残余应力可大为减小。图1-124f如带轮轮辐、轮缘的断口补焊。第33页/共70页(5)敲击法 在焊后冷却过程中,用锤子或风锤敲击焊缝,促使它产生塑性变形,以抵消焊缝的一部分收缩量。进行敲击时,温度应当维持在100150之间或400以上。应避免在200300之间的蓝脆性阶段进行,以防敲击产生裂纹。多层焊
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- 关 键 词:
- 焊接 残余 变形 应力 预防措施
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