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大型铆焊结构件焊接变形的控制方法

浏览次数:信息来源:泰安市大顺机械有限公司发布时间:2019-11-19

大型铆焊结构件在实际生产中是指体积庞大、自身质量大、由结构钢焊接而成的零部件,随着机械工业的发展,大型结构件不仅在工业生产中被广泛应用,而且对其尺寸精度和形位公差提出了更高的要求。本文从焊接变形产生的机理角度进行探索,提出了减少焊接变形的措施,并对焊后减少焊接应力、焊接变形矫正等方面提出有效的解决方法。

一、焊接变形产生的机理

众所周知,焊接过程是利用电弧热、物理热、化学热等热能将母材金属及焊材融化形成焊接熔池,熔池凝固从液相转变成固相的结晶过程,本质上是一个冶金过程。焊接凝固和铸造凝固虽然都经历结晶成核、长大的过程。但前者是非平衡凝固,后者是平衡凝固,二者有很大区别。

1、焊接熔池体积小,冷却速度快。其平均冷却速度高达100oC/S,约为铸造的104倍。所以焊缝金属中极易形成气孔、裂纹、夹杂、偏析等缺陷。

2、熔池中的液态金属处于过热状态,熔池中心与边缘的液态金属温度梯度比铸造高103-104倍。

3、熔池在运动状态下结晶,结晶前沿随热源同步移动,结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长,到焊缝中心区停止生长。此区是杂质易聚集区。

4、母材融合线上存在大量现成表面,在半融化晶粒上形核后外生长成联生结晶,表现出焊接熔池非均质形核的特点。

焊接过程的这些特点使得结构件在焊接过程进行当中,当其局部受热时,因受其周围构件约束不能充分伸展,产生压应力;当其冷却时,因焊缝收缩而产生拉应力,使焊件产生弯曲变形。故当焊接过程结束后,焊件内部既存在着压应力又存在着拉应力,既存在着弹性变形又存在塑性变形,焊缝内部因焊缝收缩产生压应力,焊缝周边的母材金属因受拉而产生拉应力。可以说这些应力和应变的产生是不可避免的。因此,我们应利用此机理对铆焊结构件从结构设计、焊接工艺因素两个方面控制其对焊接变形的影响。

铆焊结构件

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