1、现代焊接 2 0 0 9 年第2 期 总第7 4 期J -5 7W e l d e r s P a l s焊工之友作者简介：刘海欧（1 9 7 3 - ），工学学士，焊接工程师，目前主要从事焊接工艺及设备研究工作。摘要关键词本文从薄壁箱型长梁的结构入手，对箱型长梁在焊接中容易产生的焊接变形（包括扭曲变形和弯曲变形）进行了详细分析，确定了控制箱型梁焊接变形的措施，即在装配焊接中采取合理的焊接顺序，并且在焊接时根据箱型梁的焊接特点设置合适的反变形，通过这些行之有效的方法，最终使箱型梁的焊后变形能够满足产品的使用要求，并可以为以后同类型工件的焊接变形控制提供借鉴。焊接变形；分部装配法；焊接顺序；焊接
2、反变形齐齐哈尔北方机器有限责任公司工艺技术中心刘海欧关鹏薄壁箱型长梁的焊接变形控制1 前言在我公司所生产的主要产品中，有一关键构件采取的是薄壁长箱型焊接结构（如图1 所示），它主要是由上板、下板及侧板组装而成，并且在内部设有多块联接板，板材壁厚为4 m m ,箱型梁纵向长度为5 6 0 0 m m ，要求在焊接后扭曲变形不超过5 m m ，弯曲变形不超过1 0 m m 。因为箱型梁本身具有壁薄、件长、焊接量较大等结构特点，所以在焊接时极易产生箱型梁整体的扭曲变形和在梁的长度方向上的弯曲变形。受箱型梁自身的结构特点限制,如果产生以上两种变形，很难对其进行有效的校正，为更好地保证产品质量，需要采取
3、一些行之有效的方法对箱型梁的焊接变形加以控制。2 变形控制针对箱型梁的结构特点，为控制焊接变形，重点应该从以下两方面着手，首先是采取合理的装配焊接顺序,其次是在焊接时针对箱型梁的变形特点采用刚性固定并在工件上正确地设置焊接反变形。在焊接装配顺序上，我们对箱型梁采取的是分部装配法，如图2 所示,先将侧板、下板及联接板进行装配，进行箱型梁型腔内部焊缝的焊接，焊接顺序采取的是1 、2 、3 5 9 、6 0 ，即先焊联接板与侧板之间的立焊缝，然后对于联接板与底板之间的平角焊缝采取从中间向两端对称分段退焊的方法进行焊接。最后在箱型梁本体上装2 . 1 通过采取合理的装配焊接顺序，控制焊接变形配上板，采
4、用自动焊接专机并按、的顺序对4 条焊缝沿同一方向施焊。通过采取以上装配、焊接顺序，可以避免工件内部应力过度集中，因此能够有效地减少箱型梁的扭曲变形及弯曲变形。所谓的焊接反变形，其实就是焊接之前使工件具有一个与焊后变形方向相反，大小相当的变形，以便能够抵消焊接产生的变形。根据以前生产中的箱型梁焊接变形的具体情况，对箱型梁采取强制反变形措施，即在箱型梁的两侧设置反2 . 2 通过采用刚性固定及设置焊接反变形，控制焊接变形（下转第J - 6 1 页）Control ofwelding deformation of case- type long beam with thin wallMODERN W
5、ELDING TECHNOLOGY变形垫块，保证箱型梁的端部弯曲值为1 5 m m ，然后对其采取刚性固定（如图3 所示），在这种状态下进行施焊，焊接后待工件冷却至室温再拆除刚性固定，通过工件焊接变形与反变形的相互作用，使焊接变形能够被反变形质量判定合格合格焊接变形扭曲变形弯曲变形前6 件（m m ）后6 件（m m ）允许值（m m ）51 0483615241513131323131212附表箱型梁前后六件焊接变形数据统计表在一定程度上加以抵消，达到控制工件弯曲变形的目的。采取以上控制措施，在箱型梁批量生产后，通过对前后各6 件箱型梁焊3 变形控制结果的统计与分析接变形的具体数据进行统计，
6、得出如附表所列结果。从附表中可以看出，箱型梁在焊接后的变形量均能控制在公差的允许值之内，并且通过前后6 件生产情况对比，说明在采取了必要的手段之后，箱型梁的焊接变形得到了很好的控制,更好地保证了产品质量，而且可以为以后同类型结构件的焊接变形控制提供宝贵的借鉴经验。 1 中国机械工程学会焊接学会编. 焊接手册：第3 卷.北京：机械工业出版社，1 9 9 2 . 2 徐初雄 编著. 焊接工艺5 0 0 问. 北京：机械工业出版社, 1 9 9 7 .参考文献现代焊接 2 0 0 9 年第2 期 总第7 4 期J -6 1人才培训Talents Training焊场合下采用导电夹头与工件绝对垂直的方
7、法来保证。2 ）引弧间隙（螺柱被提升的高度）要严格一致，一般1 2 m m 的平头钢筋或螺柱提升高度在3 m m ，2 0 m m的推荐5 6 m m 。在图1 5 9 的焊枪结构中通过调整提升环的连接件来保证。图1 5 9 常用手提式电弧螺柱焊焊枪结构图3 ）设置长度一定要大于焊接留量。焊接留量是植焊过程中螺柱（或钢筋）缩短的量，试验数据为1 2 m m的平头螺柱（或钢筋）是3 5 m m ，2 0 m m 时为6 8 m m 。所以一般调置长度应设置为大于1 0 m m 才行。调置长度定义为螺柱下落过程中能够超过工件表面的最大长度。靠调节或设计枪轴与提升环相对位置来保证。4 ）落钉速度采用
8、直线马达推动的加速度比弹簧压力呈现的加速度的速度较为理想，但结构复杂。有时靠夹具的自重和主弹簧共同来调整下落速度。5 ）最后一点要注意的是螺柱（或钢筋）、工件焊接部分及导电夹持部分的铁锈一定要清洗（化学法或机械法均可），黑锈是F e O 或F e O，但不影响焊接。这里铁锈指的是含结晶水的黄锈，分子式为F e On HO 。黄锈导电性较差，其中的结晶水在分解时容易使接头产生气孔。还有导电夹持部分易发生电弧，分流能量。以上5 点是焊枪使用时要特别注意的事项。在植焊生产中靠试验与经验来确定与保证这几个要素。233 42（未完待续）（上接第J - 5 7 页）MODERN WELDING TECHNOLOGY
