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焊接中變形和應力產生的原因和預防

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焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。焊接過程中,對焊件進行不均勻加熱和冷卻,是產生焊接應力和變形的根本原因。減少焊接應力與變形的工藝措施主要有:
一、預留收縮變形量 根據理論計算和實踐經驗,在焊件備料及加工時預先考慮收縮余量,以便焊后工件達到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據理論計算和實踐經驗,預先估計結構焊接變形的方向和大小,然后在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預置變形,以抵消焊后產生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定,焊后待焊件冷卻到室溫后再去掉剛性固定,可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應力,只適用于塑性較好的低碳鋼結構。
四、選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫自由收縮。焊接焊縫較多的結構件時,應先焊錯開的短焊縫,再焊直通長焊縫,以防在焊縫交接處產生裂紋。如果焊縫較長,可采用逐步退焊法和跳焊法,使溫度分布較均勻,從而減少了焊接應力和變形。
五、錘擊焊縫法 在焊縫的冷卻過程中,用圓頭小錘均勻迅速地錘擊焊縫,使金屬產生塑性延伸變形,抵消一部分焊接收縮變形,從而減小焊接應力和變形 。
六、加熱“減應區”法 焊接前,在焊接部位附近區域(稱為減應區)進行加熱使之伸長,焊后冷卻時,加熱區與焊縫一起收縮,可有效減小焊接應力和變形。
七、焊前預熱和焊后緩冷 預熱的目的是減少焊縫區與焊件其他部分的溫差,降低焊縫區的冷卻速度,使焊件能較均勻地冷卻下來,從而減少焊接應力與變形。
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