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技術(shù)文章

薄板焊接變形控制技術(shù)
風(fēng)淋室，傳遞窗等凈化產(chǎn)品都屬于薄板焊接，本公司焊接人員都通過專業(yè)培訓(xùn)，為風(fēng)淋室質(zhì)量提供了保證。

變形控制工藝措施焊前控制措施剛性固定法是采用強(qiáng)制手段來減小焊后變形的。采用設(shè)計(jì)合理的組對(duì)組焊胎夾具，將焊件固定起來進(jìn)行焊接，增加其剛性，達(dá)到減小焊接變形的目的，保證裝配的幾何尺寸。當(dāng)薄板面積較大，焊縫較長時(shí)，可采用壓鐵法，分別放在焊縫兩側(cè)來減小焊接變形；焊接時(shí)待焊件間隙應(yīng)在保證焊透的情況下越小越好，切割熔渣與剪切毛刺應(yīng)**干凈，以減小焊接變形；焊接之前應(yīng)采用較小直徑的焊條進(jìn)行點(diǎn)焊(定位焊)，增
 加焊件剛性，對(duì)減小焊接變形有利。焊后控制措施 （薄板焊接變形控制技術(shù)）

 采用多點(diǎn)加熱的方式矯正薄板焊后的凹凸變形，加熱點(diǎn)直徑一般不小于15mm，加熱時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)的距離應(yīng)隨著變形量的大小而定，一般在50～100mm之間。

焊后消除殘余應(yīng)力熱處理法克服鋼制焊接構(gòu)件變形的研究表明，根據(jù)焊后熱處理消除殘余應(yīng)力機(jī)制，為防止薄板焊接構(gòu)件的焊后回彈變形，穩(wěn)定構(gòu)件尺寸，通過縫隙試樣、板條及板塊試樣強(qiáng)制變形焊接后再進(jìn)行熱處理，由此證明，焊后熱處理可有效地克服鋼制焊接構(gòu)件的變形。

 在焊后熱處理加熱時(shí)，之所以能夠通過塑性變形來穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸，消除殘余應(yīng)力，一方而是因?yàn)殡S著加熱溫度的升高。在一定溫度范圍內(nèi)，金屬材料的屈服強(qiáng)度和縱彈性模量將大幅度降低。從而使材料在該溫度下發(fā)生塑性變形滑移所需要的臨界切應(yīng)力減少，因此材料不再能支持該狀態(tài)下的殘余應(yīng)力，被迫進(jìn)行局部塑性變形。其應(yīng)力將降低到所在溫度的屈服強(qiáng)度水平。另一方面，在加熱過程中，還產(chǎn)生蠕變，從而可以產(chǎn)生附加的應(yīng)力松馳。在一定溫度范圍內(nèi)(普通低合金鋼約為450℃以上)，既使應(yīng)力遠(yuǎn)低于鋼在該溫度下的彈性極限，隨時(shí)間的延長，也會(huì)產(chǎn)生緩慢的應(yīng)力松馳。由于金屬在高溫下的蠕變特性，使金屬在應(yīng)力作用下通過蠕變產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)蠕變量與原始彈性變形量相當(dāng)時(shí)，應(yīng)力即被消除，
 結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀也得到穩(wěn)定。焊接過程中控制措施

焊前和焊后的控制措施大多需要專用的工藝裝備，在生產(chǎn)過程中增加了一道工序，并且受工件具體結(jié)構(gòu)的影響，這些工藝措施在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用具有一定的局限性。

 焊接過程中可以從以下兩個(gè)角度通過調(diào)整薄壁結(jié)構(gòu)的焊縫及近縫區(qū)熱應(yīng)力-應(yīng)變循環(huán)達(dá)到控制焊接殘余變形(主要針對(duì)縱向收縮引起的縱向撓曲)的目的。首先是減小加熱階段產(chǎn)生的縱向塑性壓應(yīng)變，這包括預(yù)拉伸法(機(jī)械拉伸、預(yù)置溫差拉伸)、等效降低熱輸入法(采用各類冷卻夾具、焊縫兩側(cè)預(yù)先沉積吸熱物質(zhì)、隨焊激冷及高能束焊接)和降低溫度梯度的均勻預(yù)熱法。其次是增大冷卻階段的縱向塑性拉應(yīng)變，這包括夾具的拘束、動(dòng)態(tài)溫差拉伸(隨焊激冷)和靜態(tài)溫差拉伸。

在以上各種方法中，溫差拉伸法不僅實(shí)施方便(僅調(diào)整溫度場)，而且通過選擇合理的工藝參數(shù)能夠靈活地控制拉伸程度及縱向塑性應(yīng)變的大小和性質(zhì)。

 另外須著重指出，隨焊激冷不僅作為一種動(dòng)態(tài)溫差拉伸方法能夠減小焊接變形，而且它還可以作為一種反應(yīng)變法有效地防止焊接熱裂紋。適當(dāng)預(yù)熱夾具本身可以減小焊接變形，但更重要的是預(yù)熱使激冷造成了溫差拉伸，因此獲得了*小的焊接變形。

 對(duì)兩種形式的溫差拉伸控制鋁合金薄板焊接殘余變形的效果和規(guī)律進(jìn)行的研究表明，由隨焊激冷造成的動(dòng)態(tài)溫差拉伸減小焊接變形的效果受夾具自身散熱條件的影響較大：不采用整體預(yù)熱時(shí)，難以造成馬鞍形溫度場，此時(shí)減小焊接變形的機(jī)理主要是焊接熱輸入的等效降低；采用整體預(yù)熱后，能夠造成一定程度的溫差拉伸，減小焊接變形的效果明顯提高。中間冷卻兩側(cè)加熱的靜態(tài)溫差拉伸能夠造成顯著的馬鞍形溫度場，充分發(fā)揮溫差拉伸的作用，有效地減小了焊接變形。靜態(tài)與動(dòng)態(tài)溫差拉伸結(jié)合使用，獲得了*小的焊接變形。

 影響角焊中非平面變形的角變形是由于焊接過程中局部加熱區(qū)域的不同機(jī)理所引起的：(1)零件的熱膨脹取決于溫升的程度；(2)溫升所引發(fā)的屈服強(qiáng)度下降；(3)塑性變形所造成的膨脹松弛或周邊部位變形約束所引起的收縮；(4)冷卻過程中零件的收縮取決于溫升的程度，也就是說，影響角變形的重要因素為局部加熱時(shí)在板的寬度和厚度方向的溫度梯度及其在零件內(nèi)部所造成的相互約束。

 在焊接過程中采取的諸如相應(yīng)的夾具、強(qiáng)迫冷卻焊接區(qū)、減小焊接熱輸入或采用溫差法等方法雖然可以減小變形成在一定程度上降低殘余應(yīng)力水平，但很難做到消除變形或定量地控制殘余應(yīng)力水平。這是因?yàn)檫@些方法未能從根本上解決薄壁構(gòu)件焊接變形的特殊問題——主要是在焊接過程中產(chǎn)生失穩(wěn)變形。而薄壁構(gòu)件的低應(yīng)力無變形焊接法(Low Stress Non—Distortion Welding——簡稱LSND法)的原理是：采取措施阻止工件的瞬態(tài)面外失穩(wěn)變形，保證由??按的預(yù)置溫度場所提供的特殊溫差拉伸效應(yīng)。在焊接過程中該“拉伸效應(yīng)”一直跟隨焊接熱源，并對(duì)熱應(yīng)力應(yīng)變的產(chǎn)生和發(fā)展過程進(jìn)行實(shí)時(shí)而積極的定量控制。焊后，殘余應(yīng)力的峰值可以控制在低于臨界失穩(wěn)應(yīng)力的水平，工件保證了原有的平直狀態(tài)而不發(fā)生失穩(wěn)變形。焊接法由于受所設(shè)置的預(yù)置溫度場和專用夾具的限制，目前只適于在直線焊縫上的靜態(tài)控制，而動(dòng)態(tài)控制的LSND焊接法則可克服其“靜態(tài)”控制方面的局限性。這種方法采用可跟隨焊接熱源移動(dòng)的熱潭裝置，形成一個(gè)熱源一熱潭多源系統(tǒng)，在焊接區(qū)產(chǎn)生局部可控的準(zhǔn)定常狀態(tài)溫度場和相應(yīng)的準(zhǔn)定常狀態(tài)熱彈塑性應(yīng)力一應(yīng)變場，達(dá)到薄壁結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)控制的低應(yīng)力無變形焊接效果。（薄板焊接變形控制技術(shù)）
 
 
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