防止和减小焊接应力的措施有哪几种
焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施

焊件焊接应力分析及防变形的工艺措施摘要:焊接是一种特殊而又重要的加工工艺,随着焊接技术的发展,一个重要技术课题是控制焊接件的焊接变形以提高产品制造精度,使焊件焊后加工量减少或不加工即可用于精度要求高的机械产品中,因此,了解焊接应力产生机理,掌握结构件焊接变形规律,在焊接工艺中采取措施进行控制和消除,从而保证焊接质量。
本文主要探讨了焊接应力与焊接变形产生的原因及控制措施,以供参考。
关键词:控制焊接变形;焊接应力;措施1焊接变形的概念焊接变形主要是指在焊接过程中由于焊接工作而导致的焊接件变形。
焊接变形的开始时间是焊接开始的一瞬间。
焊接变形结束的节点是焊接结束后焊接件的温度降低到焊接初始温度。
焊接变形有两种情况,第一种是焊接过程中出现的焊接变形;第二种是焊接完成后出现的焊接变形。
2.随焊挤压旋转控制法在对铝合金框架车身弧焊焊接应力进行控制的多种方法中,随焊挤压旋转控制法,即WTRE的应用,能够有效改善铝合金框架车身结构中焊接接头位置的性能和组织结构,细化焊缝结晶的晶粒大小,使晶粒具有杂乱的生长方向,进而提高铝合金焊缝位置的力学性能。
实践显示,在采用了随焊挤压旋转控制法之后,铝合金材料焊接接头能够增强40MPa左右的抗拉强度。
除此之外,对于热裂纹,随焊挤压旋转控制法也能发挥良好的控制作用。
而且,随焊挤压旋转控制法的操作方法和设施都比较简便,能够优化操作人员的工作强度和环境,在自动化操作方面也具有显著的优势。
随焊旋转挤压控制法是在铝合金焊缝冷却凝固的时候,对其使用圆柱挤压头进行挤压旋转,焊缝金属因此会出现拉伸应变,同附近位置的残余拉应力互相抵消,最终实现降低铝合金框架车身由于失稳而产生应力变形的可能。
随焊挤压旋转控制法应用过程中的挤压旋转装置的主要构成部件包括挤压头、焊枪、焊接夹具以及填丝机构。
其中,挤压头需要对铝合金框架车身的焊缝位置同时施加垂直压力和旋转力,机械装置和挤压头本身的重力是垂直压力的主要来源,电动机则为挤压头提供旋转动力。
焊接应力及焊接变形预防措施

钢结构工程焊接应力与变形差生的危害及采取的措施随着“绿色建筑”理念的推广,以钢结构件为主体框架结构结合复合砌筑体结构已成为一种必然趋势,因为以钢结构为主的框架结构的回收利用性有效避免钢筋混凝土结构建筑垃圾的产生,具有可持续性。
由于钢结构工程的特有型,焊接作业时钢结构工程最重要的工序之一,而焊接应力及焊接变形产生是影响钢结构安全性及可靠性的重要因素。
本文着重对焊接应力及焊接变形的危害及所采取的对应措施进行分析。
一、焊接应力与变形产生机理焊接热输入引起材料不均匀局部加热,使焊缝区熔化,而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制,产生不均匀的压缩塑性变形。
在冷却过程中,已发生压缩塑性变形的这部分材料又受到周围材料的制约,不能自由收缩,在不同程度上又被拉伸而卸载,与此同时,熔池凝固,金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。
这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形,称为瞬态应力与变形。
而焊后,在室温条件下,残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。
焊接残余应力和变形,严重影响焊接构件的承载力和构件的加工精度,应从设计、焊接工艺、焊接方法、装配工艺着手降低焊接残余应力和减小焊接残余变形。
二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施1.焊接残余应力的危害影响构件承受静载能力;影响结构脆性断裂;影响结构的疲劳强度;影响结构的刚度和稳定性;易产生应力腐蚀开裂;影响构件精度和尺寸的稳定性。
2.降低焊接应力的措施(1)设计措施尽量减少焊缝的数量和尺寸,在减小变形量的同时降低焊接应力;防止焊缝过于集中,从而避免焊接应力峰值叠加;要求较高的容器接管口,宜将插入式改为翻边式。
(2)工艺措施采用较小的焊接线能量,减小焊缝热塑变的范围,从而降低焊接应力;合理安排装配焊接顺序,使焊缝有自由收缩的余地,降低焊接中的残余应力;层间进行锤击,使焊缝得到延展,从而降低焊接应力;焊接高强钢时,选用塑性较好的焊条;预热拉伸补偿焊缝收缩(机械拉伸或加热拉伸);采用整体预热;降低焊缝中的含氢量及焊后进行消氢处理,减小氢致集中应力。
简述减小焊接变形的主要措施

简述减小焊接变形的主要措施焊接变形是焊接过程中不可避免的问题,它会影响焊接件的精度和质量,甚至可能导致焊接件的失效。
因此,减小焊接变形是焊接过程中必须要考虑的问题。
本文将介绍减小焊接变形的主要措施。
1. 合理选择焊接方法和工艺不同的焊接方法和工艺对焊接变形的影响不同。
在焊接前,应根据焊接零件的材料、结构、尺寸等因素,合理选择焊接方法和工艺。
例如,对于薄板的焊接,可以选择TIG焊接或激光焊接,这些方法对材料的热输入较小,可以减小变形。
而对于大型结构的焊接,则可以采用分段焊接或预热焊接,以减小焊接变形。
2. 控制焊接温度焊接温度是影响焊接变形的重要因素。
过高的焊接温度会导致焊接件热膨胀,从而引起变形。
因此,在焊接过程中,应尽量控制焊接温度。
一般来说,焊接温度控制在材料的回火温度以下为宜。
3. 采用适当的夹具和支撑适当的夹具和支撑可以使焊接件在焊接过程中保持稳定,从而减小焊接变形。
例如,在焊接板材时,可以使用U型夹具来固定板材,并在板材下方加上支撑,以防止板材下垂和变形。
4. 控制焊接顺序焊接顺序也会影响焊接变形。
一般来说,应先焊接局部应力较小的部位,再焊接应力较大的部位。
例如,在焊接矩形框架时,应先焊接短边,再焊接长边,这样可以减小变形。
5. 采用预应力技术预应力技术是一种通过施加压力来减小焊接变形的方法。
在焊接完成后,可以通过施加适当的预应力来补偿焊接变形,使焊接件恢复原来的形状。
预应力技术需要在焊接前进行设计和计算,并采用适当的设备和工艺进行实施。
6. 合理调整焊接参数焊接参数的调整对焊接变形的影响也很大。
在焊接过程中,应根据实际情况调整焊接电流、焊接速度、焊接时间等参数,以达到最佳焊接效果和最小的焊接变形。
减小焊接变形需要综合考虑多方面因素,并采取相应的措施。
合理选择焊接方法和工艺、控制焊接温度、采用适当的夹具和支撑、控制焊接顺序、采用预应力技术和合理调整焊接参数,都是减小焊接变形的有效措施。
焊接残余应力自平衡

焊接残余应力自平衡
焊接残余应力是指在焊接过程中,由于热量的影响导致焊接接
头和母材产生的内部应力。
这些残余应力可能会对工件的稳定性和
性能产生负面影响。
为了解决这一问题,可以采取自平衡的方法。
首先,自平衡焊接残余应力的方法之一是采用适当的焊接序列。
通过合理的焊接顺序和焊接路径,可以最大限度地减少焊接残余应
力的产生。
通常情况下,从中心向外焊接可以减少残余应力的产生,同时可以采用交叉焊接的方法,即先焊接一侧,然后焊接另一侧,
以平衡残余应力的分布。
其次,预热和控制冷却速度也是自平衡焊接残余应力的重要手段。
在焊接之前对工件进行预热,可以减少焊接过程中的热变形,
从而减少残余应力的产生。
而控制冷却速度可以使焊接接头在适当
的温度范围内缓慢冷却,有助于减少残余应力的产生。
此外,采用适当的焊接参数和工艺也是自平衡焊接残余应力的
重要手段。
合理选择焊接电流、电压、焊接速度等参数,结合合适
的焊接方法和填充材料,可以有效控制焊接过程中的热输入,减少
残余应力的产生。
最后,残余应力自平衡还可以通过后续的热处理和机械处理来实现。
例如,通过热处理方法如退火、时效处理等,可以减轻焊接残余应力;而机械处理方法如冷冲、振动应力消除等,也可以帮助平衡残余应力。
总的来说,自平衡焊接残余应力需要综合考虑焊接序列、预热控制冷却速度、焊接参数和工艺以及后续热处理和机械处理等多种因素,以期达到减少残余应力的目的。
这些方法的选择和实施需要根据具体的焊接材料、结构和要求进行综合分析和评估。
控制和消除焊接应力的措施及方法

OCCUPATION2012 03120实践与探索E xploration控制和消除焊接应力的措施及方法文/鲁兆鹏一、控制焊接应力的措施焊接以后留下一定的残余应力是不可避免的,但是可以通过恰当的工艺措施给予一定程度的控制和调节,使应力值尽可能减小,分布尽可能合理。
焊接应力是由于焊后收缩受到制约造成的,制约越严重,内应力也就越大。
因此,控制内应力的方法虽有多种,但基本原则只有一个,就是缓和对焊缝收缩的制约。
通常采用的工艺措施有以下几种。
1.采用合理的焊接次序 所谓合理的焊接次序,主要是应该尽量使焊缝能比较自由地收缩,特别是那些收缩比较大、残余应力比较大的焊缝。
图1是拼接工字梁的情况。
这时应事先留出一段翼板——腹板角焊缝3,先焊接受力最大的翼板对接焊缝l,然后再焊接腹板对接焊缝2,最后焊满角焊缝3。
这种焊接次序可以使翼板的对接焊缝预先受压应力,而腹板对接缝受拉应力。
角焊缝留在最后焊可以保证腹板有一定的收缩余地,同时也有利于在翼板对接焊时采取反变形措施以防止角变形。
实验证明,这样焊成的梁的疲劳强度比先焊腹板的梁高出30%。
图1 工字梁拼接2.预热法焊接温差越大,残余应力越大,同时从组织转变来说,冷却速度越快组织应力也越大。
预热可以达到减小温差和减慢冷却速度的目的,从而减小焊接应力。
焊件是否需要预热,主要是从钢材的化学成分、厚度和结构刚度等方面来考虑,而预热温度的选择则主要是根据钢材的化学成分来确定。
一般来说,钢材含合金元素越多,越容易形成淬硬组织;而合金元素含量越多的钢材,就越需要预热,同时预热温度也偏高。
钢板越厚越要求预热。
因为钢板越厚散热越快,冷却越快,就越需要通过预热来减慢冷却速度。
所以对一些含合金元素较低的钢种不需要预热,但钢材若具有一定厚度时就要增加一道预热工序。
刚度越大的结构,越需要预热。
因为结构的刚度越大,焊缝收缩所受到的制约也越大,应力就越大,所以需要通过预热来降低焊接应力。
3.同步收缩法焊缝(确切地说是有效区段)的收缩因受到旁边冷金属的牵制而形成拉应力,也就是说,有效区段旁边的较冷的金属不允许它收缩,从而形成较大的应力。
降低焊接应力工艺措施口诀

降低焊接应力工艺措施口诀【实用版】目录一、引言二、降低焊接应力的重要性三、降低焊接应力的工艺措施1.优化接头形式和设计结构2.采用较小的焊接线能量3.合理安排装配焊接顺序4.焊后层间进行锤击5.预热拉伸补偿焊缝收缩6.利用震动方法消除应力7.加热减应区法消除应力8.钢性固定四、结论正文一、引言焊接应力是在焊接过程中产生的一种内应力,它会对焊接结构造成一定的影响,如降低结构强度、引起变形等。
降低焊接应力是焊接工程中非常重要的一个环节,而对于焊接工艺措施的掌握则是实现降低焊接应力的关键。
本文将介绍降低焊接应力的工艺措施口诀,帮助焊接工作者更好地应对焊接应力问题。
二、降低焊接应力的重要性焊接应力对焊接结构的影响主要表现在以下几个方面:1.降低焊接结构的强度:焊接应力会导致焊接结构内部产生不均匀的应力分布,从而降低结构的整体强度。
2.引起焊接结构的变形:焊接应力在结构内部的累积和释放,会引起结构的变形,甚至导致结构失稳。
3.影响焊接结构的使用寿命:焊接应力会加速焊接结构的疲劳损伤,从而缩短其使用寿命。
因此,降低焊接应力对于确保焊接结构的安全性、可靠性和使用寿命具有重要意义。
三、降低焊接应力的工艺措施降低焊接应力的工艺措施主要包括以下几个方面:1.优化接头形式和设计结构:通过优化接头形式和设计结构,可以有效地降低焊接应力。
例如,将容器的接管口设计成翻边式,少用承插式。
2.采用较小的焊接线能量:焊接线能量越小,产生的焊接应力就越小。
因此,在保证焊接质量的前提下,应尽量采用较小的焊接线能量。
3.合理安排装配焊接顺序:合理的焊接顺序可以有效地降低焊接应力。
例如,先焊接结构件的刚性较强的部分,再焊接刚性较弱的部分。
4.焊后层间进行锤击:锤击可以使金属发生塑性变形,从而降低焊接应力。
在焊后进行层间锤击,可以有效地消除焊接应力。
5.预热拉伸补偿焊缝收缩:预热可以使焊接金属和周围金属的温差减小,从而降低焊接应力。
拉伸补偿焊缝收缩可以有效地消除焊接应力。
减小或消除焊接残余应力的措施

减小或消除焊接残余应力的措施焊接残余应力是指焊接工艺中产生的一种内应力,它是由于瞬间加热和冷却引起的材料体积变化不均匀而产生的。
焊接残余应力可能会导致焊接件变形、裂纹、疲劳等问题,因此减小或消除焊接残余应力是非常重要的。
下面将介绍几种常用的措施。
1. 合理设计焊接结构焊接残余应力的产生与焊接结构的设计有关,因此合理的焊接结构设计是减小或消除焊接残余应力的基础。
在设计焊接结构时,应避免出现大的焊缝长度、焊缝尺寸和焊缝间距,尽量采用对称结构和简化结构,减少焊接接头数量和长度。
此外,合理选择焊接方法和工艺参数也可以减小焊接残余应力。
2. 控制焊接热输入量焊接热输入量是指焊接过程中所输入的热量,它对焊接残余应力的大小有着重要影响。
当焊接热输入量过大时,会加剧焊接残余应力的产生。
因此,在焊接过程中应控制焊接热输入量,采用适当的焊接电流和焊接速度,避免过热和过快的焊接。
3. 采用适当的预热和后热处理预热是指在焊接之前对焊接材料进行加热处理,以提高其温度,从而减小焊接残余应力的产生。
预热可以使材料的温度均匀分布,减少焊接过程中的温度梯度,从而减小焊接残余应力。
后热处理是指在焊接完成后对焊接件进行加热或冷却处理,以消除残余应力。
预热和后热处理的温度和时间应根据具体材料和焊接工艺参数进行合理选择。
4. 采用适当的填充材料和焊接方法填充材料的选择和焊接方法的应用也对焊接残余应力的大小有着重要影响。
合适的填充材料可以改变焊接材料的熔化温度和热导率,从而减小焊接残余应力的产生。
而选择适当的焊接方法,如脉冲焊接、激光焊接等,也可以减小焊接残余应力。
5. 控制焊接过程中的冷却速率焊接过程中的冷却速率也会影响焊接残余应力的大小。
当冷却速率过快时,焊接件表面和内部的温度差异会增大,从而加剧焊接残余应力的产生。
因此,在焊接过程中应控制冷却速率,避免过快的冷却。
减小或消除焊接残余应力是焊接工艺中非常重要的一项任务。
通过合理设计焊接结构、控制焊接热输入量、采用适当的预热和后热处理、选择合适的填充材料和焊接方法,以及控制焊接过程中的冷却速率,可以有效地减小或消除焊接残余应力,提高焊接件的质量和可靠性。
储罐施工过程中预防焊接应力及焊接变形的技术措施

储罐施工过程中预防焊接应力及焊接变形的技术措施摘要:储罐是石油化工中油品和各种液体化学品的储存设备,是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。
储罐施工主要要求是在保证质量安全的前提下,缩短施工周期、提高经济效益和安全性。
本文以凯瑞英项目储罐建造项目为实例,结合实际情况,运用理论知识,浅谈防止储罐焊接变形、焊接应力的措施方法。
关键词:储罐;技术总结;焊接变形;焊接应力;措施一、引言本文以山东凯瑞英羟脲磺胺类医药中间体产业链项目消防给水及加压泵站2台6000m³拱顶储罐为例,进行储罐施工过程中预防焊接应力及焊接变形的技术措施的技术总结。
2台6000m³拱顶储罐中单台储罐重量约180吨,直径22000mm,高度为20772mm;底板厚度为10mm;各带壁板厚度6~18mm之间。
储罐一般刚性较差,板薄,施工过控制焊接应力、焊接变形非常重要。
二、储罐焊接应力与焊接变形储罐焊接过程中由于温度场的变化及焊件的约束,在焊缝及附近区域产生应力成为焊接应力。
焊接过程中产生的应力超过材料的弹性极限,以至于冷却后在焊件中留有未能消除的应力称为残余应力。
焊接热输入引起材料局部加热,使焊缝区融化,而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制,受压产生变形。
在冷却过程中,已发生变形的这部分材料又受到周围材料制约,不能自由收缩,在不同程度上又拉伸而产生变形。
与此同时,熔池凝固,金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。
这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形,称为瞬态应力与变形。
在室温条件下,焊后残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。
三、储罐焊接应力及变形的危害当外部载荷的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时,这一区域的材料就会产生局部塑形变形,丧失了进一步承受外部载荷的能力,造成结构的有效截面积减小,结构的刚度也随之降低。
如材料处于脆性状态,则拉伸残余应力和外部载荷应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度,导致结构早期破坏。
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防止和减小焊接应力的措施有哪几种?
[ 标签:焊接应力,措施]
任时光匆匆流回答:2 人气:7 提问时间:2011-01-07 19:22
答案
利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力
焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。
据
利用预热法来控制焊接残余应力
构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。
焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。
利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力
焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。
利
利用高温回火来消除焊接残余应力
由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。
所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的最大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。
如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
1、整体高温回火将整个构件放在炉中加热到一定温度,然后保温一段时间再冷却。
通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉,这是生产中应用最广泛、效果最好的一种消除残余应力的方法。
回火时间随构件厚度而定,钢按每毫米壁厚l~2min计算,但不宜低于30min,不必高于3h,因为残余应力的消除效果随时间迅速降低,所以过长的处理时间是不必要的。
2、局部高温回火只对焊缝及其局部区域进行加热消除残余应力。
消除应力的效果不如整体高温回火,此方法设备简单,常用于比较简单的、刚度较小的构件,如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。
利用温差拉伸法来消除焊接残余应力
温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同,主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。
温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热,在焊炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。
氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。
这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约
为100℃)的温度差。
两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,这样就可
消除部分残余应力。
据测定,消除残余应力的效果可达50%~70%。
利用振动法来消除焊接残余应力
构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。
一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。
振动法的优点是设备简单、成本低,时间比较短,没有高温回火时的氧化问题,已在生产上得到一定应用。
装饰通
回答采纳率:35.5% 2011-01-07 19:26
1焊接变形的控制措施
全面分析各因素对焊接变形的影响,掌握其影响规律,即可采取合理的控制措施。
1.1焊缝截面积的影响
焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。
焊缝面积越大,冷却时收缩引起的塑性变形量越大,焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的,而且是起主要的影响,因此,在板厚相同时,坡口尺寸越大,收缩变形越大。
1.2焊接热输入的影响
一般情况下,热输入大时,加热的高温区范围大,冷却速度慢,使接头塑性变形区增大。
1.3焊接方法的影响
多种焊接方法的热输入差别较大,在建筑钢结构焊接常用的几种焊接方法中,除电渣以外,埋弧焊热输入最大,在其他条件如焊缝断面积等相同情况下,收缩变形最大,手工电弧焊居中,CO2气体保护焊最小。
1.4接头形式的影响
在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方面等因素条件相同时,不同的接头形式对纵向、横向、角变形量有不同的影响。
常用的焊缝形式有堆焊、角焊、对接焊。
1)表面堆焊时,焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束,而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束,因此,变形相对较小。
2)T形角接接头和搭接接头时,其焊缝横向收缩情况与堆焊相似,其横向收缩值与角焊缝面积成正比,与板厚成反比。
3)对接接头在单道(层)焊的情况下,其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大,在单面焊时坡口角度大,板厚上、下收缩量差别大,因而角变形较大。
双面焊时情况有所不同,随着坡口角度和间隙的减小,横向收缩减小,同时角变形也减小。
1.5焊接层数的影响
1)横向收缩:在对接接头多层焊接时,第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律,第一层以后相当于无间隙对接焊,接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似,因此,收缩变形相对较小。
2)纵向收缩:多层焊接时,每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多,加热范围窄,冷却快,产生的收缩变形小得多,而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束,因此,多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多,而且焊的层数越多,纵向变形越小。
在工程焊接实践中,由于各种条件因素的综合作用,焊接残余变形的规律比较复杂,了解各因素单独作用的影响便于对工程具体情况做具体的综合分析。
所以,了解焊接变形产生的原因和影响因素,则可以采取以下控制变形的措施:
1)减小焊缝截面积,在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下,尽可能采用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。
2)对屈服强度345MPA以下,淬硬性不强的钢材采用较小的热输入,尽可能不预热或适当降低预热、层间温度;优先采用热输入较小的焊接方法,如CO2
气体保护焊。
3)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。
4)在满足设计要求情况下,纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。
5)双面均可焊接操作时,要采用双面对称坡口,并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。
6)T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。
7)采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。
8)采用刚性夹具固定法控制焊后变形。
9)采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形,如H形纵向焊缝每米长可预留0.5mm~0.7mm。
10)对于长构件的扭曲,主要靠提高板材平整度和构件组装精度,使坡口角度和间隙准确,电弧的指向或对中准确,以使焊缝角度变形和翼板及腹板纵向变形值与构件长度方向一致。
11)在焊缝众多的构件组焊时或结构安装时,要采取合理的焊接顺序。
12)设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸,合理布置焊缝,除了要避免焊缝密集以外,还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴,并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。
2焊接应力的控制措施
构件焊接时产生瞬时内应力,焊接后产生残余应力,并同时产生残余变形,这是不可避免的现象。
焊接变形的矫正费时费工,构件制造和安装企业首先考虑的是控制变形,往往对控制残余应力较为忽视,常用一些卡具、支撑以增加刚性来控制变形,与此同时实际上增大了焊后的残余应力。
对于一些本身刚性较大的构件,如板厚较大,截面本身的惯性矩较大时,虽然变形会较小,但却同时产生较大的内应力,甚至产生裂纹。
因此,对于一些构件截面厚大,焊接节点复杂,拘束度大,钢材强度级别高,使用条件恶劣的重要结构要注意焊接应力的控制。
控制应力的目标是降低其峰值使其均匀分布,其控制措施有以下几种:
1)减小焊缝尺寸:焊接内应力由局部加热循环而引起,为此,在满足设计要求的条件下,不应加大焊缝尺寸和层高,要转变焊缝越大越安全的观念。
2)减小焊接拘束度:拘束度越大,焊接应力越大,首先应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接,尽可能不用刚性固定的方法控制变形,以免增大焊接拘束度。
3)采取合理的焊接顺序:在焊缝较多的组装条件下,应根据构件形状和焊缝的布置,采取先焊收缩量较大的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。
4)降低焊件刚度,创造自由收缩的条件。
5)锤击法减小焊接残余应力:在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属,使其产生塑性延伸变形,并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。
但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口面相邻的两侧焊道不宜锤击,以免出现熔合线和近缝区的硬化或裂纹。
高强度低合金钢,如屈服强度级别大于345MPa时,也不宜用锤击法消除焊接残余应力。
6)采用抛丸机除锈:通过钢丸均匀敲打来抵消构件的焊接应力。
综上所述,在施工过程中,一定要了解焊接工艺,采用合理的焊接方法和控制措施,以便减少和消除焊后残余应力和残余变形。
在实践中不断总结、积累焊接经验,综合分析考虑的各种因素,可以保证工程中的焊接质量。