正文 煤礦機械製造過程中的焊接變形因素及其控製工藝(2 / 2)

(3)受焊接工藝的影響。焊接常用手工焊、CO2氣體保護焊、埋弧焊、氬弧焊等多種方式,各種焊接方法差異,使變形也各有差異。同時,由於受選用的焊接接頭形式的不同和多層多道焊接的影響,也會使接頭塑性變形區增大。

4 預防與控製焊接變形的具體措施

焊接應力和變形影響焊件的功能和外觀,給產品製造工藝增加困難,還會因焊接變形過大導致產品報廢,造成巨大經濟損失。因此必須予以嚴格控製。

(1)要卡住源頭,從設計措施上進行預防。焊接變形的必然性決定了隻要有焊接必然有變形和應力產生。因此,要將變形的危害量降至最低,在設計焊接結構時,一是要合理選擇焊接工件。有效減少和控製不需要出現的焊縫,盡量選用型鋼、衝壓件、鍛件來替代焊接件。同時要注重優化設計相關筋板、肋板的形狀、位置和數量,減少因此而產生的焊縫量和變形後的校正工作量。二是要科學設計焊接尺寸。眾所周知,焊縫越寬越深,在受熱後冷卻時收縮引起的變形量就越大。因此,要在保證產品性能符合設計要求的基礎上盡量減少焊縫的數量和尺寸,設計時應盡量選用較小的焊腳、坡口尺寸,盡可能的減少焊縫的橫截麵積和熔敷金屬量,以減少焊接變形量。三是要合理設計焊縫位置。由於焊縫橫向收縮量大於縱向收縮量的特性,所以在設計的時候要充分考慮到這一收縮的特性,盡量將焊縫布置在平行於要求焊接變形量最小的方向,使其與焊件的截麵中心線或軸線對稱,避免設計曲線形結構,這樣對於減少梁、柱等主要支撐結構的變形能起到較好的防範效果。

(2)把握過程,從焊接工藝措施上入手工藝措施是焊接構件生產製造過程中所采用的一係列措施,正確地選擇和嚴格遵守焊接程序,是減小焊接變形和內應力的有效方法,更是保證焊接質量的重要措施。因此,在施焊過程中,要認真做好焊前的各項預防措施。一是可以通過采取反變形法,在焊接時人為造成與焊接變形量大小相當、方向相反的預變形量,通過焊後變形收縮來抵消預變形量,使焊接件達到設計要求的幾何形狀和尺寸。這種方法特別適用於機械設備的外殼焊接上,保證外殼不會塌陷;二是可以采取預拉伸法,通過機械等形式預先將焊件拉伸與伸長,並在張緊的鋼板上進行焊接,焊後去除預拉伸,使鋼板恢複原始狀態。三是可以采取剛性固定法,通過夾具或剛性胎具將被焊工件加以固定,從而有效降低焊接殘餘應力,防止變形。但剛性固定法會使焊接接頭中產生較大的焊接應力,所以對於一些抗裂性較差的材料應該慎用。四是要針對不同的構件形式采用不同的焊接方法。焊縫位置、結構截麵對稱的焊接結構,應先裝配成整體,然後再按一定的焊接順序進行生產,反之,則可以分別裝焊成部件,最後再組焊在一起,有效地減少變形。同時還可以采用合理的焊接方法、工藝參數、焊接次序,通過先焊短焊縫後焊長焊縫、盡可能采用多層焊代替單層焊、間斷焊接法、強製冷卻法等措施降低焊接殘餘應力、減小焊接變形。

(3)注重收尾,從焊後矯正上控製。焊接變形一旦產生,就隻能通過矯正措施來減小或消除發生的變形。焊後矯正的措施主要有:一是機械矯正法。所謂機械矯正法就是采用手工錘擊、壓力機、多輥平板機等多種方式,對焊件進行靜力加壓或輾壓,使原來縮短的部分得到延伸,從而達到矯正變形的效果。手工錘擊矯形勞動強度大,技術難度高,但無須設備,是矯正薄板波浪變形的重要方法。壓力機、多輥平板機等設備機械矯正效率高、速度快、效果好,適用於中、大型焊件焊後的矯形。二是加熱矯正。利用氧乙炔火焰對焊件進行局部或整體加熱時產生的塑性變形,使較長的金屬在冷卻後收縮,以達到矯正變形的目的。火焰加熱矯正法的加熱方式有點狀、線狀和三角形三種,主要適用於低碳鋼和沒有淬硬傾向的普通低合金鋼。又可分為整體加熱矯正法和局部加熱矯正,整體加熱主要用於消除較大的形狀偏差。但是這樣的做法容易有副作用,即容易產生冶金方麵的一些問題,而局部加熱矯正方法簡便靈活,因此在生產上廣為應用。