实验一 平板焊接变形的测量与分析

实验一平板焊接变形的测量与分析
一、实验目的
1.掌握测量平板收缩变形、挠曲变形及角变形的基本方法。

2.熟悉平板堆焊收缩变形、挠曲变形及角变形的产生原因和分布规律。

3.了解不同厚度、不同线能量对收缩变形、挠曲变形及角变形大小的影响。

二、焊接设备、实验条件及测量工具和仪器
（一）焊接方法及设备
焊接方法：手工电弧焊焊接设备：交流弧焊机及其辅助设施
（二）实验条件
1.试件尺寸：2mm×150 mm×300 mm（Q235钢）6mm×150 mm×300 mm（Q235钢）
2.试件材料：Q235
3.焊接规范
板厚焊接电流
2mm钢90A 110A
6 mm钢170A 190A
4.测点分布
如下图1、2所示
图1 2mm板测点分布
图2 6mm板测点分布
2mm板：只测角变形及挠曲变形。

6mm板：横向收缩、角变形以及挠曲变形均测。

（三）测量工具与仪器
测量仪器包括：1.引申仪；2.游标卡尺；3.钢板尺
三、测量方法
1.横向收缩变形的测量
横向收缩变形采用引申仪。

引申仪结构见图3
图3 引申仪结构示意图
其中：1.百分表；2.铰链；3.活动支腿；4.固定支腿；5.弹簧。

对应图2中A、B、C、F、G、H六条横线，把引申仪的活动支腿3放在竖线L上的洋冲孔内，拉动引申仪，活动支腿4放在竖线P上对应的孔内，从百分表中读出焊前孔间距的原始值B0,焊后测出间距值B1。

分别填入附表内，其差值即为焊接所引起的横向收缩变形值。

由于上下表面收缩不一样，取上下表面差值的平均值即为该位置的横向收缩变形值。

2、挠曲变形的测量
挠曲变形的测量采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量。

图4 挠曲变形测量示意图
如图4所示，1为带支腿的钢板尺，2为试件。

使用游标卡尺分别测出焊前、焊后的高度，分别记为h1、h2填入附表内，其差值即为焊接所引起的挠曲变形。

对2mm板需测量图1中J、K、L、M、N、P、Q、R八条竖线上的挠曲变形。

对6mm板需测量图2中J、L、M、N、P、R六条竖线上的挠曲变形。

3、角变形的测量与计算
角变形的测量同样采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量，但需进行计算。

图5 角变形的测量示意图
如图5所示，可以分别计算出α1、α2。

在h1、L1和h3、L2为定值时，只要测出h2、h4的值就可以计算出α1、α2，也即计算出角度来。

由于所用试件焊件不是绝对平整，焊前焊后均应测量，其差值即为焊接所引起的角变形。

对2mm板要测量图1中A、B、C、D、E、F、G、H八条线上的角变形。

对6mm板要测量图2中A、B、C、F、G、H六条线上的角变形。

四、实验步骤及内容
1.了解测量收缩变形、挠曲变形及角变形的工具和方法。

2.对试件初始状态所有数据进行测量。

3.对2mm、6mm板按表1中的两种规范各焊一块。

4.测量试件焊接后的所有数据。

5.对测量结果进行分析。

五、实验报告要求
1.按附表内容把测量数据或计算结果填入表内。

2.绘制出横向收缩变形沿板纵向的分布曲线，比较不同线能量时，横向收缩变形有何不同并分析其原因。

3.绘制出挠曲变形沿板横向的分布曲线，分析其原因，影响因素，并提出控制挠曲变形的技术措施。

4.绘制出角变形沿板纵向的分布曲线，比较不同线能量时，角变形有何不同并分析其原因。

5.分析2mm、6mm板角变形的特点，比较两者有何不同并分析其原因。

附表
线能量与角变形、横向收缩、挠曲变形关系数据记录表
α0—焊前角变形α1—焊后角变形α—焊接所引起的角变形
B0—焊前引申仪数值B1—焊后引申仪数值B—焊接所引起的横向收缩变形f0—焊前挠曲变形f1—焊后挠曲变形f—焊接所引起的挠曲变形。