焊接鋼材如何消除熱變形

『壹』 求Q345B 6毫米板的焊接工藝，怎麼控制變形。CO2保護焊

防止焊接變形的方法
針對焊接變形的原因和種類從焊接工藝上進行改進，可以有效防止和減少焊接變形所帶來的危害。下面，我們主要介紹幾種常見的防止焊接變形的方法。
1. 反變形法
在焊前進行裝配時，預置反方向的變形量為抵消（補償）焊接變形，這種方法叫做反變形法。
為8—12mm厚的鋼板V形坡口單面對接焊時，採用反變形法以後，基本消除了角變形。
2. 利用裝配和焊接順序來控制變形；
採用合理的裝配和焊接程序來減少變形，這在生產實踐中是行之有效的好辦法，如圖2（a）所示為一箱形梁，由於焊縫不對稱，焊後產生下撓彎曲變形。解決辦法是由兩人或四人，對稱地先焊只有兩條焊縫的一側，如圖2（b）中焊縫1和1然後就造成了如圖2 (c)的上拱變形。由於這兩條焊縫焊後增加了箱形梁的剛性。當焊接另一側的兩條焊縫時，如先焊圖2(d)中焊縫2和2，最後再焊圖2(e)中焊縫3和3，就基本上防止了變形。
有許多結構截面形狀對稱，焊縫布置也對稱，但焊後卻發生彎曲或扭曲的變形，這主要是裝配和焊接順序不合理引起的，也就是各條焊縫引起的變形，未能相互抵消，於是發生變形。
焊接順序是影響焊接結構變形的主要因素之一，安排焊接順序時應注意下列原則：
1）盡量採用對稱焊接。對於具有對稱焊縫的工作，最好由成對的焊工對稱進行焊接。這樣可以使由各焊縫所引起的變形相互抵消一部分。
2）對某些焊縫布置不對稱的結構，應先焊焊縫少的一側。
3）依據不同焊接順序的特點，以焊接程序控制焊接變形量。常見的焊接順序有五種，即：
a.分段退焊法
這種方法適用於各老橘襪種空間的位置的焊接，除立焊外，鋼材較厚、焊縫較長時都可以設擋弧板，多人同時焊接。其優點是可以減小熱影響區，避免變形。每段長應為0.5—1m。見圖2(f)
b.分中分段退焊法
這種方法適用於中板或較薄的鋼板的焊接，它的優點是中間散熱快，縮小焊縫兩端的溫度差。焊縫熱影響區的溫度不至於急劇增高，減少或避免熱膨脹變形。這種方法特別適用於平焊和仰焊，橫焊一般不採用，立焊根本不能用。見圖2(g)
c.跳焊法
這種方法除立焊外，平焊、橫焊、仰焊三種方法都適用，多用在侍激6—12mm厚鋼板的長焊縫和鑄鐵、不銹鋼、銅的焊接上，可以分散焊縫熱量，避免或減小變形。鋼材每段焊縫長度在200—400mm之間；鑄鐵焊件按鑄鐵焊接規范處理；不銹鋼和銅由於導熱快，每段長不宜超過200mm (薄板應短些)。
d.交替焊法
這種焊法和跳焊法基本相同，只是每段焊接距離拉長，特別適用於薄板和長焊縫。見圖2(i)
e.分中對稱法
這種方法適用於焊縫較短的焊件，為了減小變形，由中心分兩端一次焊完。見圖2(j)
3.剛性固定法
剛性固定法減小變形很有效，且焊接時不必過分考慮焊接順序。缺點是有些大件不易固定，且焊後撤除固定後，焊件還有少許變形和較大的殘余應力。這種方法適用於焊接厚度小於6mm及韌性較好的薄壁材料。如果與反變形法配合使用則效果更好。
對於形狀復雜，尺寸不大，又是成批生產的焊件，可設計一個能夠轉動的專用焊接胎具，既可以防止變形，又能提高生產率。
當工件較大，數量又不多時，可在容易發生變形的部位臨時焊上一些支撐或拉桿，增加工件的剛性，也能有效的減少焊接變形。
3. 散熱法
散熱法伍粗又稱強迫冷卻法，即將焊接處的熱量迅速散走，使焊縫附近的金屬受熱面大大減少，達到減小焊接變形的目的。圖 3（a）為水浸法示意圖，常用於表面堆焊和焊補。圖3(b)是散熱法示意圖，用紫銅作散熱墊，有的還鑽孔通冷卻水，這些墊板越靠近焊縫效果越好。但散熱法比較麻煩，且對於淬火傾向大的鋼材不宜採用，否則易裂。
4. 錘擊焊縫法
錘擊焊縫法，即用圓頭小錘對焊縫敲擊，可減少焊接變形和應力。因此對焊縫適當鍛延，使其伸長來補償這個縮短，就能減小變形和應力。錘擊時用力要均勻，一般採用0.5Kg—1.0Kg的手錘，其端部為圓角（R=3—5mm）。底層和表面焊道一般不錘擊，以免金屬表面冷作硬化。其餘各道焊完一道後立刻錘擊，直至將焊縫表面打出均勻緻密的點為止。
常見復雜構件防止變形的方法
1. 鋼架的焊接
鋼架焊接的關鍵問題，是如何保證強度和防止變形。從工藝上保證強度能適應載荷的變化，其變形量不致影響安裝和使用的要求，因此：
1）焊縫的高度和長度，要按圖施工。裝配誤差要小，坡口要清理干凈。
2）鋼架的焊接一般先焊腹桿與節點板之間的焊縫，然後再焊上、下弦與節點板之間的焊縫，焊接順序不應集中，而應在節點間間隔跳開焊接。

『貳』 焊後熱處理：去應力退火還是去應力回火

都不是，用高溫回火。

除殘余應力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內加熱到一定溫度和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內應力高的地方產生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應力降低。

焊後熱處理對金屬抗拉強度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間有關。焊後熱處理對焊縫金屬沖擊韌性的影響隨鋼種不同而不同。

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方法選擇：

焊後熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對於氣焊焊口採用正火加高溫回火熱處理。

這是因為氣焊的焊縫及熱影響區的晶粒粗大，需要細化晶粒，故採用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應力，故需再加高溫回火以消除應力。

單一的中溫回火只適用於工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達到部分消除殘余應力和去氫。

絕大多數場合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜過快，力求內外壁均勻。

『叄』 防止和減小焊接應力的措施有哪幾種

1焊接變形的控制措施

全面分析各因素對焊接變形的影響，掌握其影響規律，即可採取合理的控制措施。

1.1焊縫截面積的影響

焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積。焊縫面積越大，冷卻時收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。

1.2焊接熱輸入的影響

一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區增大。

1.3焊接方法的影響

多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建築鋼結構焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，CO2氣體保護焊最小。

1.4接頭形式的影響

在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件相同時，不同的接頭形式對縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。

1)表面堆焊時，焊縫金屬的橫向變形不但受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限於工件表面一定深度而使焊縫的收縮同時受到板厚、深度、母材方面的約束，因此，變形相對較小。

2)T形角接接頭和搭接接頭時，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。

3)對接接頭在單道(層)焊的情況下，其焊縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時坡口角度大，板厚上、下收縮量差別大，因而角變形較大。

雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。

1.5焊接層數的影響

1)橫向收縮：在對接接頭多層焊接時，第一層焊縫的橫向收縮符合對接焊的一般條件和變形規律，第一層以後相當於無間隙對接焊，接近於蓋面焊道時與堆焊的條件和變形規律相似，因此，收縮變形相對較小。

2)縱向收縮：多層焊接時，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成後都對下層焊縫形成約束，因此，多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多，而且焊的層數越多，縱向變形越小。

在工程焊接實踐中，由於各種條件因素的綜合作用，焊接殘余變形的規律比較復雜，了解各因素單獨作用的影響便於對工程具體情況做具體的綜合分析。所以，了解焊接變形產生的原因和影響因素，則可以採取以下控制變形的措施：

1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標缺陷焊縫的前提下，盡可能採用較小的坡口尺寸(角度和間隙)。

2)對屈服強度345MPA以下，淬硬性不強的鋼材採用較小的熱輸入，盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度；優先採用熱輸入較小的焊接方法，如CO2氣體保護焊。

3)厚板焊接盡可能採用多層焊代替單層焊。

4)在滿足設計要求情況下，縱向加強肋和橫向加強肋的焊接可採用間斷焊接法。

5)雙面均可焊接操作時，要採用雙面對稱坡口，並在多層焊時採用與構件中和軸對稱的焊接順序。

6)T形接頭板厚較大時採用開坡口角對接焊縫。

7)採用焊前反變形方法控制焊後的角變形。

8)採用剛性夾具固定法控制焊後變形。

9)採用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形，如H形縱向焊縫每米長可預留0.5mm～0.7mm。

10)對於長構件的扭曲，主要靠提高板材平整度和構件組裝精度，使坡口角度和間隙准確，電弧的指向或對中准確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構件長度方向一致。

11)在焊縫眾多的構件組焊時或結構安裝時，要採取合理的焊接順序。

12)設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸，並使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

2焊接應力的控制措施

構件焊接時產生瞬時內應力，焊接後產生殘余應力，並同時產生殘余變形，這是不可避免的現象。

焊接變形的矯正費時費工，構件製造和安裝企業首先考慮的是控制變形，往往對控制殘余應力較為忽視，常用一些卡具、支撐以增加剛性來控制變形，與此同時實際上增大了焊後的殘余應力。

對於一些本身剛性較大的構件，如板厚較大，截面本身的慣性矩較大時，雖然變形會較小，但卻同時產生較大的內應力，甚至產生裂紋。

因此，對於一些構件截面厚大，焊接節點復雜，拘束度大，鋼材強度級別高，使用條件惡劣的重要結構要注意焊接應力的控制。控制應力的目標是降低其峰值使其均勻分布，其控制措施有以下幾種：

1)減小焊縫尺寸：焊接內應力由局部加熱循環而引起，為此，在滿足設計要求的條件下，不應加大焊縫尺寸和層高，要轉變焊縫越大越安全的觀念。

2)減小焊接拘束度：拘束度越大，焊接應力越大，首先應盡量使焊縫在較小拘束度下焊接，盡可能不用剛性固定的方法控制變形，以免增大焊接拘束度。

3)採取合理的焊接順序：在焊縫較多的組裝條件下，應根據構件形狀和焊縫的布置，採取先焊收縮量較大的焊縫，後焊收縮量較小的焊縫；先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫，後焊拘束度較小而能自由收縮的焊縫的原則。

4)降低焊件剛度，創造自由收縮的條件。

5)錘擊法減小焊接殘余應力：在每層焊道焊完後立即用圓頭敲渣小錘或電動錘擊工具均勻敲擊焊縫金屬，使其產生塑性延伸變形，並抵消焊縫冷卻後承受的局部拉應力。

但根部焊道、坡口內及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側焊道不宜錘擊，以免出現熔合線和近縫區的硬化或裂紋。高強度低合金鋼，如屈服強度級別大於345MPa時，也不宜用錘擊法消除焊接殘余應力。

6)採用拋丸機除銹：通過鋼丸均勻敲打來抵消構件的焊接應力。

綜上所述，在施工過程中，一定要了解焊接工藝，採用合理的焊接方法和控制措施，以便減少和消除焊後殘余應力和殘余變形。在實踐中不斷總結、積累焊接經驗，綜合分析考慮的各種因素，可以保證工程中的焊接質量

『肆』 焊後熱處理的消除應力退火 高溫回火 什麼區別

1. 將工件加熱至Ac1以下某一溫度，保溫一定時間後冷卻，使工件發生回復，從而消除殘余內應力的工藝稱為去應力退火。

   冷形變後的金屬在低於再結晶溫度加熱，以去除內應力，但仍保留冷作硬化效果的熱處理，稱為去應力退火。

   在實際生產中， 去應力退火工藝的應用要比上述定義廣泛得多。熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切削或切割、 焊接、熱處理，甚至機器零部件裝配後，在不改變組織狀態、保留冷作、熱作或表面硬化的條件 下，對鋼材或機器零部件進行較低溫度的加熱，以去除（全部或部分的）內應力，減小變形、開裂傾向的工藝，都可稱為去應力退火。由於材料成分、加工方法、內應力大小及分布的不同，以及 去除程度的差異，去應力退火溫度范圍很寬。習慣上，把較高溫度下的去應力處理叫作去應力退火，而把較低溫度下的這種處理，稱為去應力回火，其實質都是一樣的。

2. 高溫回火是把零件淬火後，再加熱到500~650℃，一般是加熱到psk線（臨界點Ac1)的某一溫度，保溫一段時間後，以適當的速度冷卻。[1]。高溫回火得到鐵素體+細粒狀滲碳體的混合物，即回火索氏體組織。具有優良的綜合力學性能，多用於結構零件淬火後的回火，如連桿、螺栓、齒輪及軸。淬火+高溫回火稱為調質。一般用於淬火的後續處理，淬火+高溫回火被稱為調質處理，在工業生產中有廣泛的應用。回火溫度范圍為500-650攝氏度，有利於徹底消除內應力，提高金屬的塑性和韌性，回火一般採用空氣中冷卻。硬度一般在25~35HRC之間，回火後的組織為回火索氏體。主要應用於含碳量為0.3%-0.5%的碳鋼和合金鋼製造的各類連接和傳動的結構零件。

『伍』 怎樣防止鋼結構焊接變形

防止焊接變形的方法
通過以上的分析，我們基本了解焊接變形的原因及變形的種類，針對焊接變形的原因和種類從焊接工藝上進行改進，可以有效防止和減少焊接變形所帶來的危害。下面，我們主要介紹幾種常見的防止焊接變形的方法。
1. 反變形法
在焊前進行裝配時，預置反方向的變形量為抵消（補償）焊接變形，這種方法叫做反變形法。
為8—12mm厚的鋼板V形坡口單面對接焊時，採用反變形法以後，基本消除了角變形。
2. 利用裝配和焊接順序來控制變形；
採用合理的裝配和焊接程序來減少變形，這在生產實踐中是行之有效的好辦法，如圖2（a）所示為一箱形梁，由於焊縫不對稱，焊後產生下撓彎曲變形。解決辦法是由兩人或四人，對稱地先焊只有兩條焊縫的一側，如圖2（b）中焊縫1和1然後就造成了如圖2 (c)的上拱變形。由於這兩條焊縫焊後增加了箱形梁的剛性。當焊接另一側的兩條焊縫時，如先焊圖2(d)中焊縫2和2，最後再焊圖2(e)中焊縫3和3，就基本上防止了變形。
有許多結構截面形狀對稱，焊縫布置也對稱，但焊後卻發生彎曲或扭曲的變形，這主要是裝配和焊接順序不合理引起的，也就是各條焊縫引起的變形，未能相互抵消，於是發生變形。
焊接順序是影響焊接結構變形的主要因素之一，安排焊接順序時應注意下列原則：
1）盡量採用對稱焊接。對於具有對稱焊縫的工作，最好由成對的焊工對稱進行焊接。這樣可以使由各焊縫所引起的變形相互抵消一部分。
2）對某些焊縫布置不對稱的結構，應先焊焊縫少的一側。
3）依據不同焊接順序的特點，以焊接程序控制焊接變形量。常見的焊接順序有五種，即：
a.分段退焊法
這種方法適用於各種空間的位置的焊接，除立焊外，鋼材較厚、焊縫較長時都可以設擋弧板，多人同時焊接。其優點是可以減小熱影響區，避免變形。每段長應為0.5—1m。見圖2(f)
b.分中分段退焊法
這種方法適用於中板或較薄的鋼板的焊接，它的優點是中間散熱快，縮小焊縫兩端的溫度差。焊縫熱影響區的溫度不至於急劇增高，減少或避免熱膨脹變形。這種方法特別適用於平焊和仰焊，橫焊一般不採用，立焊根本不能用。見圖2(g)
c.跳焊法
這種方法除立焊外，平焊、橫焊、仰焊三種方法都適用，多用在6—12mm厚鋼板的長焊縫和鑄鐵、不銹鋼、銅的焊接上，可以分散焊縫熱量，避免或減小變形。鋼材每段焊縫長度在200—400mm之間；鑄鐵焊件按鑄鐵焊接規范處理；不銹鋼和銅由於導熱快，每段長不宜超過200mm (薄板應短些)。
d.交替焊法
這種焊法和跳焊法基本相同，只是每段焊接距離拉長，特別適用於薄板和長焊縫。見圖2(i)
e.分中對稱法
這種方法適用於焊縫較短的焊件，為了減小變形，由中心分兩端一次焊完。見圖2(j)
3.剛性固定法
剛性固定法減小變形很有效，且焊接時不必過分考慮焊接順序。缺點是有些大件不易固定，且焊後撤除固定後，焊件還有少許變形和較大的殘余應力。這種方法適用於焊接厚度小於6mm及韌性較好的薄壁材料。如果與反變形法配合使用則效果更好。
對於形狀復雜，尺寸不大，又是成批生產的焊件，可設計一個能夠轉動的專用焊接胎具，既可以防止變形，又能提高生產率。
當工件較大，數量又不多時，可在容易發生變形的部位臨時焊上一些支撐或拉桿，增加工件的剛性，也能有效的減少焊接變形。
3. 散熱法
散熱法又稱強迫冷卻法，即將焊接處的熱量迅速散走，使焊縫附近的金屬受熱面大大減少，達到減小焊接變形的目的。圖 3（a）為水浸法示意圖，常用於表面堆焊和焊補。圖3(b)是散熱法示意圖，用紫銅作散熱墊，有的還鑽孔通冷卻水，這些墊板越靠近焊縫效果越好。但散熱法比較麻煩，且對於淬火傾向大的鋼材不宜採用，否則易裂。
4. 錘擊焊縫法
錘擊焊縫法，即用圓頭小錘對焊縫敲擊，可減少焊接變形和應力。因此對焊縫適當鍛延，使其伸長來補償這個縮短，就能減小變形和應力。錘擊時用力要均勻，一般採用0.5Kg—1.0Kg的手錘，其端部為圓角（R=3—5mm）。底層和表面焊道一般不錘擊，以免金屬表面冷作硬化。其餘各道焊完一道後立刻錘擊，直至將焊縫表面打出均勻緻密的點為止。
常見復雜構件防止變形的方法
1. 鋼架的焊接
鋼架焊接的關鍵問題，是如何保證強度和防止變形。從工藝上保證強度能適應載荷的變化，其變形量不致影響安裝和使用的要求，因此：
1）焊縫的高度和長度，要按圖施工。裝配誤差要小，坡口要清理干凈。
2）鋼架的焊接一般先焊腹桿與節點板之間的焊縫，然後再焊上、下弦與節點板之間的焊縫，焊接順序不應集中，而應在節點間間隔跳開焊接。

『陸』 鋼結構焊前預熱和焊後熱處理什麼情況下需要做

預熱：計算碳當量，碳當量在0.45到0.6之間，局部預熱或100-150度預熱，碳當量大於專0.6，必須預熱，且預熱溫屬度一般200度以上，對於碳當量小於0.45的鋼材，當厚度大於25毫米是也要預熱。這是焊接方面，在熱處理角度來講，預熱有去氫和減少熱應力的產生兩方面作用，因為之後還要去應力退火，所以不細說了。去氫就是使氫擴散或逸出，減少細微孔的數量，增加工件抗裂能力或裂紋產生的可能。
焊後去應力退火，PWHT，去除焊接後工件的殘余應力，提高工件穩定性。焊接時會在焊接部位產生熱應力，這一步是去除殘余應力的步驟不可省略。有時也叫回火（不規范的稱呼）。
以上2種都是提高焊接質量的方法。

『柒』 如何解決鋼結構單個部件變形彎曲加工部件有損傷

1）盡量減少鋼材品種，減少構件種類編號，以防止構件應力及變形。

2）對稱零件的尺寸或孔徑尺寸盡量統一，以便於機械加工；並有利於拼裝時的互換性。

3）合理地布咒焊縫，避免焊縫之間的距離靠得太近，當材料的長度尺寸大於零件長度尺寸時，盡t減少或不做拼接焊縫；焊縫布置應對稱於構件的重心或軸線對稱兩側，以減少焊接應力集中和焊接變形。

4）零件和構件連接時應避免以不等截面和不等厚度相接；相接時應按緩坡形式來改變截面的形狀和厚度，使對接連接處的截面或厚度相等，達到傳力平順均勻受力，可防止焊後產生過大的應力及增加變形。

5）構件焊接平面的端頭的選型不應出現銳角形狀，以避免焊接區熱最集中，連接處產生較大的應力和變形。

6）建築鋼結構件各節點各桿件端頭邊緣之間的距離不宜靠得太近，一般錯開距離不得小於20mm，以保證焊接質最，避免焊接時熱量集中增加應力，引起變形的幅度增加。

7）現場製造鋼構件用的加工設備應保證施工質量要求。

二、電焊機的選用應保證焊接電流、電壓的穩定及負荷用量，並適應不同結構和各種位置焊縫的焊接要求。

①交流焊機適用焊接普通鋼構件。

②直流焊機適用於焊接要求較高的鋼構件。

③埋孤自動焊適用於焊接鋼構件中的梁、柱一類較長的對接或貼角焊縫。

④Cq氣體保護焊適用於要求較高的薄鋼板結構的焊縫焊接。

鋼構件製造用的放樣平台、組裝平台應具有標準的水平面，特別是組裝平台在輔設及使用前，一定用拉線法或儀器測量，如局部不平時可用墊鐵調整墊平，其局部不平誤差應控制在2~3mm范圍內。這樣可防止在組裝構件時產生局部彎曲；平台的支承剛度應保證構件在自重壓力下，不失穩、下沉，以保證組裝構件的水平度。