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大面积薄板焊接变形的控制(3)

2013-06-16 01:04

　　② 所有焊缝均采用分段退焊法、由内向外依次基本原理

　　a、分段退焊基本原理  分段退焊的原理与间歇焊和减少焊接线能量的原理基本是一样的，主要时缩小焊接区与结构整体之间的温差，从然减少变形；同时由于头尾相接的焊接顺序，前一段焊缝刚冷却下来，后一段焊缝的热量就会给前一段一部分，使其得到一次退火的机会，同时减小了前后的温差，因而消除应力、减少变形。根据实践经验，底板的分段退焊，应以一根焊条为一个循环，一根焊条约焊200mm，这样要比500mm~600mm一个循环变形要小的多。这样焊的缺点是接头增加，降低美观程度，但比变了形再去处理变形要合算的多（连续焊的接头少且平滑）。

　　b、由内向外依次进行的基本原理 如图中的短缝3、4、5，应先焊4缝，然后再焊3或5缝；长缝A、B，应先焊A后焊B。因为两板相焊，焊缝会产生横向收缩和纵向收缩，又因内部是封闭部位，外部属自由端（越往外越明显），由内向外可使焊缝的横、纵焊缝自由收缩；反之，若先焊外，自由端被固定，在焊内部时，焊缝的横、纵向收缩都会受到限制，因而产生较大应力，从而产生较大变形。

　　③ 底层边板与外环板的角焊缝焊完后再焊内外环板之间的对接焊缝

    在讨论此焊接顺序原理之前，请看一个受热变形的实例，如图六所示。

图六 气割周边受热形成的中凸变形

　　在一张δ=5mm厚的原平板上割下一个φ300mm的圆板，割完后便出现中凸变形，这是因为边缘受热后收缩，相对中部伸长，即常说的中部松边缘紧。根据此例可以相应的分析：壁板与焊缝有两条，一条是图一所示边板与外环板的焊缝①、②缝，一条时内外环板之间的焊缝CD缝，若先焊CD缝，再焊①、②缝，这三条焊缝所产生的收缩量全部叠加在整个底板的边缘上，比引起底板的中凸变形；若先焊①、②缝并自由胀缩全冷后再焊CD缝，此时只有CD一道缝的收缩量时底板产生中凸变形，因而可最大限度减小变形量。

　　④ 由多名焊工均布对称施焊的基本原理

　　在探讨此原理之前，请看图七，由于不对称受热而引起变形，长条板不对称受热而引起变形。在底板的焊接中也要由多名焊工均布对称施焊，这样可以防止由于不对称受热引起偏心力而引起变形，若对称受热，即使有应力存在，也不会引起变形，且越往外越明显，这是因为两侧的应力相等而又有足够的宽度，不会使中心板产生弯曲。

图七 钢板不对称受热产生的变形

　　4、结论

　　工程实践告诉我们，大面积薄板焊接的应力和变形的控制必须综合治理。此工艺经实践证明对薄板焊接的应力和变形能有效地控制。但在工程实际的运用中还应具体问题具体分析，不断地进行修改，以达到最优的效果。

参考文献

陈祝年 焊接工程师手册 出版社 2002.1 焊接手册 第三卷，焊接结构/中国机械工程学会焊接学会  2001.8 翟洪旭 翟艺铭 翟润雪  实用铆工经验与窍门精选  机械工业出版社 2005 傅荣柏 焊接变形的控制技术  机械工业出版社  2006

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