1、!#$%&%# ( )*#+*,管理与控制! ! ! ! ! !热加工焊接与切割! #$ 年第 % 期!# # #!# # #! #$%&() $* $减少焊接应力与变形的工艺措施中铝山东分公司淄博万成工贸有限公司中铝山东分公司淄博万成工贸有限公司! ! （淄博淄博! #$%#! #$%#）! ! 徐立媚徐立媚! ! 在生产过程中，我们经常会遇到构件焊接以后内部产生焊接残余应力，同时产生焊接变形。当承受外载后，焊接应力与外载应力相叠加，造成局部区域应力过高，使构件产生新的塑性变形，从而生成裂纹；焊接变形过大也影响使用。减少和降低焊接应力与变形，是保证焊接质量的必要环节之一。一、焊接应力与变形产
2、生原因分析在焊接过程中，对焊件进行局部不均匀加热，焊后金属冷却沿焊缝收缩时，受到焊件低温部分的阻碍，因此整个工件纵、横向尺寸有一定量缩短。如果在焊接过程中，焊件能够较自由的伸缩，则焊后焊件的变形较大，而焊接应力较小；反之，如果焊件厚度或刚性较大不能自由伸缩，则焊后变形较小而焊接应力较大。圆筒形工件环焊缝焊接以后产生切向焊接应力，其应力大小与圆筒直径 -、工件厚度 ! 有关，直径越大，厚度越厚则焊接应力也越大。焊接产生的变形是多种多样的，最常见的有：纵向和横向收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形及波浪变形。（#）收缩变形! 构件焊接后因焊缝纵向和横向收缩，使构件的纵向和横向收缩，纵向和横向尺寸缩
3、小。（$）角变形! % 形坡口对接焊时，因焊缝界面形状上下不对称，焊后横向收缩不均匀而引起角变形。（&）弯曲变形! 丁字梁焊接时，由于焊缝布置不对称，焊缝纵向收缩后引起工件向焊缝一侧弯曲。（）扭曲变形! 由于焊缝在构件横截面上布置的不对称或焊接工艺不合理，使工件产生纵向扭曲变形。（(）波浪变形! 焊接薄板结构时，薄板在焊接应力作用下，在厚度方向因丧失稳定性而引起波浪形变形。二、减少焊接应力与变形的工艺措施减少焊接应力与变形的措施，应按焊接结构的具体情况来决定。例如，焊接厚度较大的钢板或补焊刚性较大的铸件缺陷时，焊件不宜变形而是产生较大应力，此时就要设法减小或消除焊接应力，以防止裂缝的产生；当焊
4、接厚度不大的低碳钢板时，焊件易变形而焊接应力较小，此时则需要采取预防变形的措施，使构件获得所需要的形状和尺寸。%& 防止和减少焊接变形的工艺措施（#）反变形法! 用试验或计算的方法，预先确定焊后可能发生的变形大小和方向，将工件安放在相反方向的位置上或在焊前使工件反方向变形，以抵消焊后所发生的变形。（$）加余量法! 是根据经验在工件下料尺寸加一定余量，通常为 ) #* +) $*，以补充焊后的收缩。（&）刚性夹持法! 是焊前将工件固定加紧，焊后变形即可大大减小，尤其在新旧筒体对接中常采用这种方法。（）选择合理的焊接顺序! 如构件的对称两侧都有焊缝，应该设法使两侧焊缝的收缩能相互抵消或减弱。例如在
5、筒体纵缝焊接中，采取对称、同时、分层焊接，可减少焊接变形，保证安装精度。& 矫正焊接变形的方法在实际生产中，即使采用上述措施，焊后有时仍会产生超过允许偏差的变形。为确保结构形状与尺寸要求，常需进行矫正。常用的矫正法有两种，即机械矫正法和火焰加热矫正法。如风镐矫正和氧炔焰矫正，这两种方法在实际中都经常使用。& 减少焊接应力的工艺措施,-.! ! 选择合理的焊接次序：焊接平面形工件上的焊缝，应保证焊缝的纵向和横向收缩能够比较自由，如变形受阻焊接应力就要加大。焊接交叉焊缝时如右图（下转第 /# 页）!#$%&(现场解决方案! ! ! ! ! !热加工焊接与切割! #$ 年第 % 期!# # #!#
6、# #! #$%&() $* $管道带水焊补威海职业学院! （山东! #$%&）! 倪建光威海职业学院! （山东! #$%&）! 倪建光! ! 在实际生产中，管道底部渗漏，特别是底部锈漏的情况经常遇到。有些管道内的水短时间放不净，或是因阀门损坏关闭不严，管道内总是存有少量的水。而锈漏部位又大多在底部，须采取仰位焊补。带水焊补时，熔池倒悬在下面，渗漏出的水滴在重力的作用下侵入熔池，使熔池很快冷却，形成冷凝孔。并且水滴在电弧高温作用下，产生大量水蒸汽，使铁氧化而产生氢气，这些氢气以原子或正离子的形式侵入熔池，扩散至熔池金属中形成气孔。这些都会给对焊补过程造成很大困难。当遇到上述情况，我们采取开“眼
7、窝”的办法来进行焊补。开“眼窝”法焊接，就是在管子方便焊接的部位，把管子割下一部分，在管子上形成一个开口，即所谓的“眼窝” ，如下图所示。割下的部分为“眼窝盖” 。通过开口处，对管道内部锈漏部位进行平位焊补。由于管道内存有少量水，焊补时首先用几块吸水性好的棉布在焊补处两侧各#$% 范围内堵住存水，或是用其他方法在两侧筑成拦水堤坝，同时用棉布将焊接处的水分吸湿、擦干，然后快速对锈漏处进行平位焊补。焊补完毕，将棉布及其他东西取出，然后将割下的“眼窝盖”焊接到“眼窝”处，恢复管道原貌。焊补过程示意&、 水! ( 眼窝! ) 水管! *、+ 堤坝! # 锈蚀漏孔采用开“眼窝”的方法应注意以下事项：（&
8、） “眼窝”的位置! 根据管路的实际情况，既要考虑所开“眼窝”对内部锈漏部位焊补方便，又要保证“眼窝盖”与“眼窝”在外部焊接容易。! ! （(）“眼窝”的大小! 通常情况，所开“眼窝”大小为管子直径的 &,) -&,(。如果开的过小，对管道内部焊接不方便；开的过大，又有可能给“眼窝”外面的恢复焊接带来困难，还会增加工作量。（)）焊接方法! 内部焊补与外部“眼窝盖”的焊接，都应焊接牢固，特别是承压管道，必要时须开坡口。操作时应采取单面焊双面成形技术，焊后修磨，试压检查。开“眼窝”的方法常用于特定条件下的管道焊接。比如管路设计在狭小的地沟内，或是靠近墙体时，用“法兰”盘对接困难。而直接焊接对管路的
9、底部及侧面焊接位置不方便时，用开“眼窝”的方法来焊接就容易多了。采用开“眼窝”法，给我们在特定条件的管道焊接提供了新的方法和思路，但这种方法有一定的技术难度，并且还增加了工作量，因此只适用于常规焊接方法无法焊接的焊缝。（($.$&(）（上接第 .) 页）所示，三块钢板的拼接焊缝，先焊 /、0 再焊 1，可减少内应力，先焊 /、1 再焊 0 或先焊 0、1 再焊 / 都会增大内应力，特别是在焊缝交叉处易发生裂缝。（&）预热法! 最有效地减少焊接应力的方法是焊前预热，即在焊前将工件预热到 )*$ -$2，然后再进行焊接。预热可使焊缝区金属和周围金属的温差减少，焊后又可以比较均匀地同时缓慢冷却收缩，因此可显著减少焊接应力，同时可减少焊接变形。（(）焊后退火处理! 焊后退火是最常见的、也是最有效的消除焊接应力的一种方法。它是焊后将工件均匀地加热到#$ -#*$2，保温一定时间（#&3） ，而后缓慢冷却。整体退火一般可消除.$4 -5$4的焊接残余应力。以上所述防止和减少焊接应力与变形的方法和措施，在实践中得到很好的应用，效果较好。（($.$(.）
