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1.預防和減少焊接變形的方法必須考慮焊接工藝設計以及在焊接時克服冷熱循環的變化。收縮無法消除,但可以控制。減少收縮變形的途徑有以下幾方面。
1)勿過量焊接
越多的金屬填充在焊接點會產生較大的變形力。正確制定焊縫尺寸,不僅能得到較小的焊接變形,還可節省焊材和時間。填充焊縫的焊接金屬量應小,焊縫應呈平坦或微凸形,過量的焊接金屬不會增加強度。反而會增加收縮力,增加焊接變形。
通常,焊接變形不作為“問題”時,選擇常規的焊接接頭;變形量較大時,則應選擇接頭形式以平衡焊接應力和焊接金屬填充量。
2)間斷焊縫
另一種減少焊縫填充量的途徑是較多地采用間斷焊接。如焊接加強板,間斷焊接可減少75%的焊縫填充量,同時也能保證所需強度。
3)減少焊道
采用粗焊絲、少焊道焊接比采用細焊絲、多焊道焊接變形小。多焊道時每一焊道引起的收縮累計增加了焊縫總的收縮。少焊道、粗焊條焊接工藝比多焊道、細焊條焊接的工藝效果更好。
注意:采用粗焊絲、少焊道焊接或細焊絲、多焊道焊接工藝依據材質而定,一般低碳鋼、16Mn等材質適用粗焊絲、少焊道焊接,不銹鋼、高碳鋼等材質適用細焊絲、多焊道焊接
4)焊縫設置在中和軸
提供一個小的杠桿作用使收縮力把鋼板向外拉,起到調整作用,使得焊接變形小。
工件的設計和焊接順序可有效控制焊接變形。
2.減少焊接變形的其他方法
1)水冷塊
很多技術都可用來控制特殊焊接工件的焊接變形。例如,在薄板焊接中,采用水冷塊可帶走焊接工件的熱量。采用銅焊或錫焊將銅管焊接到銅制夾具,通過水管進行循環冷卻,以減少焊接變形。
2)楔形塊定位板
“定位板”是鋼板對焊時的一種有效控制焊接變形的技術,如圖15所示。定位板的一端焊在工件的一塊板上,另一端將楔形塊楔入壓板,甚至可采用多個定位板排列,以保持焊接時對焊接鋼板的定位、固定。
3)消除熱應力
除特殊情況外,采用加熱來消除應力不是正確的方法,應在工件焊接完成前進行預防或減少焊接變形。