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焊接加工变形和应力产生的原因和预防

2020-02-25

  焊接加工变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。焊接过程中,对焊件进行不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本原因。减少焊接应力与变形的工艺措施主要有:

      一、预留收缩变形量 根据理论计算和实践经验,在焊件备料及焊接加工时预先考虑收缩余量,以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。

      二、反变形法 根据理论计算和实践经验,预先估计结构焊接变形的方向和大小,然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形,以抵消焊后产生的变形。

      三、刚性固定法 焊接时将焊件加以刚性固定,焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定,可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力,只适用于塑性较好的低碳钢结构。

激光焊接加工

      四、选择合理的焊接顺序 尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时,应先焊错开的短焊缝,再焊直通长焊缝,以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长,可采用逐步退焊法和跳焊法,使温度分布较均匀,从而减少了焊接应力和变形。

      五、锤击焊缝法 在焊缝的冷却过程中,用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝,使金属产生塑性延伸变形,抵消一部分焊接收缩变形,从而减小焊接应力和变形 。

      六、加热“减应区”法 焊接前,在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长,焊后冷却时,加热区与焊缝一起收缩,可有效减小焊接应力和变形。

      七、焊前预热和焊后缓冷 预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差,降低焊缝区的冷却速度,使焊件能较均匀地冷却下来,从而减少焊接应力与变形。

激光焊接加工在我们的日常生活中变得越来越重要,激光焊采用激光作为焊接热源,机器人作为运动系统。激光热源的特别优势在于,它有着超乎寻常的加热能力,能把大量的能量集中在很小的作用点上,所以具有能量密度高、加热集中、焊接速度快及焊接变形小等特点,可实现薄板的快速衔接。下面就是激光焊接加工的主要特点:

  ( 1) 能量密度高、适合于高速焊接。

  ( 2) 焊接时间短、材料本身的热变形及热影响区小,特别适合高熔点、高硬度加工。

  ( 3) 无电极、东西等的磨损消耗。

  ( 4) 对环境无污染。

  ( 5) 可通过光纤实现远距离、普通办法难以达到的部位、多路一起或分时焊接。

  ( 6) 很简单改变激光输出焦距及焊点位置。

  ( 7) 很简单搭载到机器人装置上。

  激光焊接加工实现了高焊接速度与杰出焊接质量的完美结合。它具有广大的应用规模和高效的特性,一起减少投资本钱、缩短出产时间、节约出产本钱和进步出产率,具有更强的竞争力。


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