论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
薄板焊接及其变形控制
薄板焊接及其变形控制摘要：钣金焊接操作主要是在我们平台的顶层创建的大型结构，例如轨道运输、水运和空运，属于大型结构区域。
重量轻、易于加工的外形以及磁盘之间的轻松安装通常非常普遍。
本文介绍了薄壁焊缝的工作原理及其变形。
关键词：薄板；焊接；变形控制引言薄板焊接结构件在制造业中应用广泛，其外观精度是无误差装配的基础。
目前，薄板焊接变形的预测主要采用有限元法进行数值模拟，但是该方法无法实现几何精度的全面验证，因此提高预测模型的精度是目前薄板焊接工艺亟待解决的问题。
国内外众多学者对焊接预测模型中所涉及的热源模型、网格模型、材料热参数、设计参数以及工艺参数等对焊接变形的影响进行了研究，得出了薄板的焊接变形主要与薄板的材料、几何形状和尺寸及约束条件、焊接工艺、焊接参数等有关的结论。
1薄板焊接概述ＬＵＯ等采用基于固有应变理论的弹性有限元方法，对３Ｄ薄板结构进行焊接模拟，研究了焊接顺序、热输入等因素对焊接变形的影响，结果表明，即使在相同的热输入条件下，不同的焊接顺序对焊接变形影响很大，而减小热输入能够有效地阻止焊接变形的发生。
ＧＡＮＮＯＮ等研究了船舶Ｔ形加筋板之间的平板焊接顺序对焊接应力和变形的影响，结果发现不同焊接顺序对应力的分布影响不大，但是对应力峰值的大小有影响。
ＰＡＲＫ等采用热弹塑性有限元法研究了焊接试板的初始情况对变形的影响，结果表明初始变形对面外变形影响较大，但是对残余应力和塑性应变影响不大。
ＬＩ等采用热－力耦合单元的热弹塑性有限元法，分析了带有加强筋的结构焊接变形规律，实验结果表明，此方法对数米长的中型焊接结构件的变形预测具有很高的精度。
焊接的一个显著特点是采用了高度集中的瞬时局部热输入，其加热和冷却过程极不均匀而且远离平衡状态，其中包含着复杂的冶金物理化学反应和热处理过程，因而形成复杂的瞬态温度场和应力应变场。
目前对焊接变形的检测主要有三种手段：单点静态、全场静态和单点动态。
单点静态是指采用卡尺、测高仪等手段对薄板焊接后的对应点进行测量；全场静态是指采用激光、结构光等扫描仪对薄板进行焊接前后的全场扫描获取薄板全场变形状态；单点动态是指采用位移传感器等对薄板某一点在焊接整个过程中的位移变化进行检测。
造船焊接变形和反变形控制范文
造船中的焊接变形和反变形控制1.研究背景船舶工业是传统的劳动密集型装配制造业，焊接操作是其中主要的作业形式之一，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率,而焊接变形又是焊接过程中最难控制的一环。
焊接变形的存在不仅造成了焊接结构形状变异,尺寸精度下降和承载能力降低,而且在工作荷载作用下引起的附加弯矩和应力集中现象是船舶结构早期失效的主要原因,也是造成船舶结构疲劳强度降低的原因之一[1]。
焊接变形对现代造船技术的应用产生了障碍。
由于焊接变形对船舶建造质量、成本和周期都具有重要影响，工业界一直对其非常重视，对焊接变形从实验和理论上进行了大量研究，希望能够对焊接过程进行有效预测和控制。
反变形可以控制焊接变形，降低残余应力，且方法简单易行，在船舶行业有广泛的应用。
2.背景内容针对造船中的焊接变形，国内外专家进行大量的研究。
焊接过程是一个非平衡的、时变的、带有随机因素影响的物理化学过程，它涉及电弧物理、传质传热和力学等方面。
至今对焊接过程变形的实时检测与监控仍是困难的，不仅需要特殊的方法，而且对设备的要求也很高。
随着计算机软、硬件技术的快速发展，使得焊接热加工过程的数值模拟应运而生，实践证明数值模拟对于研究焊接现象是一种非常有用的方法。
2.1国外专家的预测和研究20世纪30年代以来，许多苏联学者就开始了焊接变形计算与控制研究。
如C.A.库兹米诺夫[2]研究了典型船体结构总变形和局部变形的计算方法，提出了减少和补偿焊接变形以及矫正主船体结构的解决方案。
Greene和Holzbaur[3]开展了降低焊接残余应力和变形的研究，目前降低残余应力和焊接变形技术大多数由他们制定的法则演变而来。
法国的国际焊接研究所对“焊接结构中残余应力和变形预测RSDP”开展了大量研究。
RSDP的总体目标是制定预测和确定焊接残余应力和变形的规则。
英国的BAE集团水面舰船公司与科研院所[4-6]开展了长期的项目研究，目标是建立大型焊接结构的薄板在制造过程中的焊接变形模型和板材弯曲变形相关的制造工艺模型。
薄板焊接变形的控制与矫正研究
薄板焊接变形的控制与矫正研究摘要：随着材料学的不断发展，在满足强度的条件下，更轻便、更薄的材料得到更多的青睐。
然而对于薄板来说，焊接带来的温度场和应力场更容易使得其产生更大的变形。
采用仿真软件进行分析，不但可以帮助企业分析解决生产中出现的困难，还可以积累更多的数据，得到更科学的焊接经验。
基于此，本文主要对薄板焊接变形的控制与矫正研究进行了简要的分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词：薄板焊接；变形；控制与矫正引言近年来，薄板焊接结构件在船舶建造，特别是军船、小型船舶和船体上层建筑中的运用越来越广泛。
由于薄板焊接时易产生较大的焊接变形，而影响焊接变形的因素错综复杂，因此，需加强薄板焊接变形的控制与矫正研究。
1薄板焊接变形的种类如果焊件的形状尺寸产生了一系列变化，也就证明了构件发生了变化。
由焊接造成的变形，称为焊接变形。
当焊后的构件完全冷却后，所遗留下的变形就是残余变形。
在薄板焊接施工过程中，存在着不同的变形形式。
焊接焊件的过程汇总，因其局部以及不均匀的循环快速加热与冷却从而导致热压缩塑性应变，产生焊接残余应力从而导致焊接变形状况的发展。
同时焊接变形存在在焊接过程中以及焊接完成后均会出现一定程度的变形。
根据焊接结构件当中的焊缝收缩作用力具体方向以及方位，其能够划分为收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形以及扭曲变形5中类型。
其中收缩变形主要是焊件出现整体缩小。
焊缝纵向以及横向收缩均包含在收缩变形当中。
角变形具体是焊缝截面上下不对称或者是受热不均匀，焊缝竖横向上下收缩不对称从而造成变形的出现。
而角接接头以及V形坡口的对接接头非常容易出现角变形。
弯曲变形主要是焊缝结构分布不对称导致，造成焊缝的纵向收缩出现差异，出现焊件向一侧严重的弯曲。
而波浪变形主要为焊接薄板结构当中，焊接压应力迫使薄板稳定性发生偏移，导致出现无规律的波浪变形。
最后扭曲变形主要因焊缝的角变形沿着焊缝长度上整体分布不均以及焊件纵向错边所引发。
船舶薄板分段变形控制方案研究
船舶薄板分段变形控制方案研究摘要：本文旨在研究船舶薄板分段建造过程中变形产生的机理，分析了影响船体结构变形的因素，然后针对薄板分段变形产生的原因分，研究变形控制研究的方法，最后对船体结构薄板变形控制措施进行了探讨关键词薄板分段变形控制装配焊接顺序1.项目研究背景民用船舶分段建造过程中，变形问题一直存在且比较普遍，尤其甲板、上层建筑等薄板分段，变形概率大幅提高。
目前船厂常用的控制措施主要为后期火工矫正，费时费力且效果不好。
本文主要研究民用船舶上层建筑（包括桥楼区域居舱区域）8mm及以下的结构薄板分段制造过程中的变形控制方案，目的是在薄板分段材料摆放、、吊运、装配、焊接过程中采取措施以达到变形有效控制、满足工艺要求，如表1。
项目标准范围（mm）允许极限（mm）上层建暴露部位≦4≦6筑甲板非暴露部位≦7≦9舱壁板及围壁围井暴露部位≦4≦6两面非暴露部位≦7≦92.薄板分段变形产生的原因分析目前国内常规民品薄板分段制造到搭载，要经历多个过程，主要为：分段制造→吊装→施工区域平整度检查→装配定位→焊接施工→火工局部矫正等，其中，可能产生变形的原因分析有：a. 分段制造时甲板摆放不平整，没有刚性固定；b. 薄板吊装及摆放不规范，受力不均匀；c.装配间隙没有控制在0~1mm，错边量控制不到位；d.焊接热输入量控制不好；e.焊接完成后火工矫正不规范。
3.薄板分段变形控制措施3.1 薄板分段吊装定位a、分段总组吊装前应根据分段结构强弱实际情况对分段进行必要的加强，放置吊运过程中产生变形。
b、分段之间对接应采用一次定位。
c、出现对接状态不良或结构与理论位置偏差较大时，应检查原因，修正后进行定位，严禁强行变形状态下定位。
3.2 薄板分段装配a、施工前查看好图纸，画好装配理论线和对合线；b、施工前检查装配理论线区域甲板平整度，变形大于±3mm时先进行火工矫正；c、余量切割用1号割嘴，需事先弹线并用平尺或靠山辅助，切口做到顺直，若切口参差不齐需进行打磨，控制直线度偏差在0~1mm。
船体结构焊接变形的控制与火工矫正分析
船体结构焊接变形的控制与火工矫正分析摘要：船舶建造过程中的变形是一种常见现象，造船行业作为市场经济持续增长中重要组成部分，在人均物质生活水平显著提升在这样的背景下，对造船工艺提出了更高的要求，尤其是在船体结构焊接中，可能由于种种客观因素影响，缺少合理有效的控制导致造船中出现结构焊接变形问题影响到造船质量。
本文就船体结构焊接变形的控制进行分析，结合实际情况，针对变形问题寻求合理的火工矫正方法，尽可能降低变形问题对船舶制造质量带来不良影响。
关键词：火工矫正控制；变形；船体结构1船体结构变形原因及形式船舶建造过程中的变形是一种常见现象，主要是由于船体结构在焊接后产生的局部和整体变形所导致。
产生焊接变形最基本和最本质的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件，在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束，出现了压缩塑性变形。
船体变形可大致分为：发生于焊接结构某部位的构件局部变形，除此之外，还有体变形，即整个结构形状和尺寸发生了变化。
2焊接变形的预防与控制2.1正确的焊接结构设计①计薄板结构时，应校核和提高构件的稳定性，防止波浪变形。
②优先考虑型钢代替钢板，想方设法提高钢材的利用率，尽可能减少焊缝数量。
③尽可能选取小的焊缝尺寸，在保证结构承载能力条件下，综合施工工艺的可能性。
④为避免焊接后产生扭曲或较大弯曲变形，应尽可能使焊缝对称于截面中性轴，选用对称截面的结构。
2.2优化选择合理的焊接工艺在船舶结构焊接变形控制中，为了能够有效提升控制成效，应该从以下几个方面着手：(1)结合实际情况，选择合理的焊缝尺寸，如果焊缝尺寸增加，相应的变形程度也将随之增加，但是焊缝尺寸过小可能会对结构整体承载能力产生影响，进而加剧焊接接头冷却速度，热影响区硬度不同程度上增加，可能出现裂缝现象，影响到船舶制造质量。
故此，应该在尽可能满足结构焊接质量和承载力要求基础上，根据板的厚度来选择合理的工艺，在可接受范围内尽可能选择较小的焊缝尺寸。
船舶建造过程中薄板变形问题及其控制
船舶建造过程中薄板变形问题及其控制作者：宓震宇，朱慧来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2018年第3期1 引言船舶建造过程中为减轻自重，提升结构强度，时常会选择工艺拘束较小，结构稳定易加工成型的材料进行焊接，薄板焊接结构由于构造简单，工艺性能好，在船舶建造过程中得到广泛应用。
但受到自身特性影响，薄板的焊接过程中经常会发生形变和收缩现象，航行过程中产生的波浪变形会进一步影响航行稳定性，一旦发生失稳就很难矫正，成为业内长期存在的亟待解决的问题。
在焊接结构设计及维护方面，业内普遍停留于理论研究状态，在矫形工艺实践方面缺乏落实，需结合实际经验进行调节，薄板变形控制及相关矫形工艺的研究对提升船舶建造水平，提升企业效益，降低维护成本具有重要意义[1]。
2 薄板变形的主要原因分析薄板变形集中在船舶建造堆放吊装、下料加工、拼版、片体等阶段。
施工工艺的不标准也会产生一定程度的薄板变形，焊接工艺是最易出现薄板形变的工艺阶段，其中材料、施工技术、建造环境等因素都可能造成薄板变形的进一步加剧，且难以得到有效控制。
薄板的堆放吊装阶段应当控制好薄板的堆叠层数，避免因承重台受压超出应力范围导致的变形，在施工过程中应做好压强控制与计算工作，减少受力集中引发的吊装期薄板变形。
在船舶建造过程中，通常采用的激光切割技术由于技术和精度限制，相比等离子切割机的切口更为粗糙，因此前者产生的形变程度更高，排水量较高的大型船只和使用等离子切割技术切割的薄板在使用过程中发生变形的几率较低，即使出现小幅度变形也可以通过冲压机或外力拉伸的方法进行补救，在一定程度上控制变形；中小组和大组组立阶段及拼版阶段产生变形的主要原因是由于焊接，而诱发薄板焊接变形的主要因素较多，其本质因素是焊接过程中产生的热变形和焊件刚性条件，其中薄板形状和尺寸、焊接的程序、胎夹具的应用工艺都是影响焊件的刚性条件，而焊接工艺、数量、截面大小、焊接方法与材料特性都会在一定程度上产生热变形，这些因素综合起来在相互作用下对焊接结构造成了一定影响。
薄板结构件焊接变形的控制和矫正措施浅析
薄板结构件焊接变形的控制和矫正措施浅析一、焊接变形的种类及原因分析（一）焊接变形的原因焊接变形是由于在焊接的过程中局部受热不均匀而造成的。
处于高温焊接区域的材料在受热的过程中膨胀变大，而周围的温度较低，膨胀量小的材料不能自由的进行膨胀，于是便出现了内应力，高温区的材料受到内应力的挤压就会形成局部压缩性应变，导致焊缝和焊缝附近的受热金属都发生收缩，由于焊缝处会发生收缩而其他部位有阻止其收缩，所以，就会产生焊接残余应力和变形。
由于焊缝的分布不均匀，就会出现各种不同的形状，产生不同种类的变形。
（二）焊接变形的种类影响焊接变形的原因是多方面的，可能是焊接材料的原因，也有可能是焊接方法的原因，可能是冷却的时间不够，也可能是焊接的顺序不合理，但是归根结底，焊接结构的变形主要是由焊接残余应力造成的，焊机结构变形的种类主要有：收缩变形，包括在焊缝方向发生的纵向收缩和垂直于焊缝方向的横向收缩；弯曲变形，包括纵向收缩和横向收缩引起的弯曲变形；波浪变形，由于焊板产生的压缩残余应力而形成的波浪变形；扭曲变形，主要是构件自身轴线扭曲引起的变形。
二、控制焊接构件变形的技术要求首先，采取定位焊点焊的方式可以有效的降低焊接结构件的收缩应力和焊接变形，确保焊接部分的自由收缩可以降低对结构变形不利的因素，焊接构件的焊接顺序应该从构件受力周围约束较大的部位开始，逐渐的想约束较小的部位推进。
其次，對焊接构件的焊缝进行焊接时要保持焊接的连续性，不能无故中断，若是由于特殊原因不得不中断，则应该采取相应的防止焊缝裂开的措施，将其表面清理干净，确认焊缝区不存在缺陷后，再继续焊接。
再次，在对构件进行预热的过程中，应该对主缝和定位二缝处同时进行预热，焊接温度须在焊接过程中保持稳定，定位焊缝的预热温度要高于主缝的预热温度，焊接的温度也必须符合焊接工艺的规定，加热能量也必须严格的和规范要求一致。
最后，相关的工作人员和技术人员都必须严格的按照国家的要求，取得相关的上岗资格以后才能够施工，如果已将取得相关的合格证书，但是已有半年以上没有从事相关的工作，需要重新考取相关的工作证书以后在上岗工作。
船舶薄板焊接变形的控制
温 度进 而减 小焊接 变形 。在技 条直径 的选择可按表 二选取 。
呈波浪状 。
烧不稳定 ， 焊缝窄而高 ， 渣与 焊
渣等缺 陷。
ｌ 焊 条直 径：根据 不同的 熔化 金属 不 易分离 、易形成 夹 、
表 一 焊 接 收缩 量 表
序 号 焊缝 形式 焊缝特 征 板 厚 （ ｍｍ ）
＜ｌ ０
从理论 上讲 ，施焊时单 纯
收 缩量 （ ｍｍ／ ｍ）
分产 生拉 力 ， 未 被 加热 的部 的 。 而
尽可能选择 较小 的焊 接 电流 。 焊接 电流较大 时 ，电弧吹 在诸 多影响焊 接 质量 的参 力大 ， 飞溅 多 、 颗粒大 ， 且易发
分 受 到 压 应 力 作 用 ，结 构 内 ＝ 影响 焊接质量 的几种参数 部 产 生 应 力进 而 发 生 变 形 。
电弧 电压的高 低 ，取决 于
解 决焊 接变 形的 问题 ，有 条件 焊 条的 直径过 大 ，形成 的熔 池 焊工 的技 术水 平和 经验 ，电压
的 地方可 以采用 Ｃ ， Ｏ 气体保 护 也 大 ，焊缝 的宽 度和焊 脚也 较 要素 在此视 为 可变 值 ，但应控 焊 ，此 方法 可以大 大 降低焊 接 大 ， 焊缝成形相 应也不好 。 对焊 制在 ２ － ４ ０ ２ ｖ范 围内。
０ 一． ． １ ４ ０
０． ２—０ ４ ．
为提 高焊 接效率 ，应选择 较大 的焊 接 电流；但 从控 制焊 接变 形 的角度 ，则反之 。 ３ 、电弧 电压 （ 电弧长度 ） ：
电弧 电压 即工作 电压 ，施 焊时
纵 向 焊 缝
对 接
连续焊
＞ｌ ０
横 向 焊 缝
由于采 用 了焊 接技 术 ，有效 地 变形 屡见不 鲜 。１ ９ 年哈 尔滨 ９２
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
论船舶薄板焊接的变形问题及控制方法
船舶薄板焊接是船体结构的重要部分，但其焊接过程中会产生变形问题。
该文将讨论船舶薄板焊接的变形问题以及相应的控制方法。
船舶薄板焊接的变形问题主要包括板料表面变形、板材凸起和凹陷等。
这些变形不仅影响了船舶的外观质量，还会影响其整体结构的稳定性和使用寿命。
板料表面变形是船舶薄板焊接中常见的变形问题之一。
焊接时，由于局部热应力的作用，板料容易发生收缩或膨胀，导致板料表面的不平整。
为了控制表面变形，可以采用预留间隙的方式，在焊接前在板料的接触面上预留一定的间隙，焊接完成后通过填充材料将间隙补回，使板料恢复平整。
板材凸起和凹陷是另一种常见的船舶薄板焊接变形问题。
这种变形主要是由于焊接时产生的热变形引起的，焊接后的板料会发生向内或向外的变形。
为了控制凸起和凹陷，可以采用预加热的方法，在焊接前对板料进行加热处理，使其达到一个稳定的温度，并在焊接完后进行冷却处理，使板料保持稳定状态。
除了上述控制方法外，还可以通过调整焊接过程中的焊接参数来控制船舶薄板焊接的变形问题。
可以调整焊接电流、电压和焊接速度等参数，使焊接过程中产生的热影响区域减小，从而减少变形的产生。
船舶薄板焊接过程中的变形问题是一个需要高度重视的问题。
通过采取合适的控制方法，可以有效地减少船舶薄板焊接的变形问题，提高焊接质量和船体结构的稳定性。
还需要深入研究船舶薄板焊接的变形机理，为进一步改进控制方法提供理论依据。