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改变焊接方法焊接接头会如何变化

发布时间:2024-01-10 11:58:05

⑴ 焊接变形有哪些基本形式

纵向和横向的收缩变形,弯曲变形,扭曲变形,角变形.

⑵ 45号钢焊接后有什么变化

⑴预热预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接中碳钢的主要工艺措施,预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。通常,35和45钢的预热温度为150~250℃含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250~400℃。
若焊件太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为焊口两侧各150~200mm。
⑵焊条条件许可时优先选用碱性焊条。
⑶坡口形式将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。
⑷焊接工艺参数由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深。
⑸焊后热处理焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600~650℃。
若焊后不能进行消除应力热处理,应立即进行后热处理。
焊接工艺基础知识 焊接是通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。
金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。
为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。
对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。
厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。
采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。
角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。
焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。
在近代的金属加工中,焊接比铸造、锻压工艺发展较晚,但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%,铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。
未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。
另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。

⑶ 结构件焊接变形控制浅谈 焊接变形的基本形式

【摘 要】焊接作为一种工业制造手段,广泛的应用于各行各业。焊接结构不容易受材料本身形状的限制,这是铆接、锻造、铸造、螺栓连接等连接方式无法达到的;焊缝本身拥有几乎达到母材甚至超过母材的强度,焊接的可靠性更是其他连接形式不能比拟的;另外焊接部位密封性好、焊接结构成品率高、焊接配合工序固定等特点更是焊接这种制造手段出类拔萃之处。然而,焊接过程是一个局部不均匀加热的过程,造成的局部应力集中很有可能导致产品在使用过程中焊接部位疲劳、断裂;由于不均匀加热产生的母材塑性变形,会导致产品外观质量不合格,产生不必要的整形工序成本,以及产品加工余量的增加。所以,焊接结构变形的控制是涉及行业比较关注和主要攻关的一个项目。
【关键词】结构件;工件;焊接;变形;应力;控制
1、焊接变形的形成及将导致的后果
1.1焊接热过程是一个十分复杂的问题,在实施焊接作业时,焊接工艺选择的合理性与否,可能导致工件整体受热不均匀问题突出,从而造成工件内部应力分布不均匀、工件变形严重,无法正常使用。
(1)焊接热过程的局部性或不均匀性。多数焊接过程都是进行局部加热的,只有在热源直接作用下的区域受到加热,有热量输入,其他区域则存在热量损耗。受热区域金属熔化,形成焊接熔池,这种局部加热正是引起焊接残余应力和焊接变形的根源。
(2)焊接热过程的瞬时性。由于在金属材料中热量的传播速度很快,焊接时必须利用高度集中的热源。这种热源可以在极短的时间内将大量的热量由热源传递给工件,这就造成了焊接热过程的时变性和非稳态特性。
(3)焊接热源的相对运动。由于焊接热源相对于工件的位置不断发生变化,这就造成了焊接热源的不稳定性。
1.2工件在没有外力作用的条件下,存在平衡于物体内部的内应力。在进行焊接作业的工件上,工件受热后会膨胀,冷却后会收缩,温度的变化使工件产生变形,克服这种变形产生明粗中了平衡于工件的热应力,这种热应力是由于工件不均匀加热引起的。在沿着焊缝方向上产生残余应力称为纵向应力;在垂直于焊缝方向产生的残余应力称之为横向应力,对进行施焊的工件而言残余应力的存在对焊接工件产生的影响是多方面凳早的,其中不乏负面的影响。
(1)内应力对激山静载荷的影响。在一般焊接构件中,焊接区的纵向拉伸残余应力峰值较高,对于某些材料来说,可以接近材料的屈服强度。当外载工作应力与其方向一致而相互叠加时,这一区域会发生塑性变形,并因而丧失了继续承受外载的能力,减小了构件的有效承载面积。
(2)内应力对刚度的影响。如果构件中存在与外载荷方向一致的内应力,并且内应力的值为材料的屈服强度,则在外载荷作用下的刚度要降低,并且卸载后构件的变形不能完全恢复。在实际生产中,横向焊缝和火焰校正都有可能在相当大的截面上产生较大的拉应力。
(3)内应力对杆件压稳定性的影响。由于焊接残余应力在构件内部平衡,因此构件截面上同时存在压应力和拉应力,压应力和拉应力分布在不同区域。当构件承受压力外载荷时,外加压力和压缩内应力叠加,将使压应力区内的金属首先达到屈服强度,屈服区内的应力不在增加,则使该区丧失了进一步承受外载荷的能力。
(4)内应力对构件精度和尺寸稳定性的影响。为保证构件的设计技术条件和装配精度,对复杂焊接件在焊后要进行机械加工。机械加工把一部分材料从构件上去除,使截面积相应改变,并释放一部分残余应力,从而破坏原来构件中内应力的平衡。内应力的重新分布引起构件变形,并影响加工精度。焊件在长期存放和使用过程中,其焊接应力会随时间发生变化,因而也会影响构件的尺寸精度。
(5)内应力对应力腐蚀开裂的影响。当材料处于持续的拉应力作用,同时又与材料敏感的腐蚀介质相接触,经过一定时间后,就会开裂,这就是所谓的应力腐蚀。
2、钢结构件焊接变形的控制方法
2.1通过焊接结构设计的合理性控制焊接变形
(1)合理选择基体材料和焊接材料。所选用的金属材料必须同时满足使用性能和加工性能的要求。使用性能即金属的固有属性符合使用要求。
(2)合理设计焊接结构形式。首先要有良好的受力状态,根据强度或刚度的要求,以最理想的受力状态去确定结构的几何形状和尺寸;重视局部构造,防止事故起源于局部构造不合理;最大限度的实现机械化和自动化焊接,采用简单平直的结构形式。
(3)合理设计焊接接头形式。在各种焊接接头中,对接接头应力集中程度最小,是最为理想的接头形式。
(4)合理布置焊接接头位置。焊接接头尽量避开截面突变的位置,至少应采取措施避免产生严重的应力集中。
2.2合理的焊接工艺控制变形量
(1)根据工件的结构特点适当的采用反变形法控制焊接变形。分析焊件焊后可能产生变形的方向和大小,在焊接前应使被焊件做大小相同,方向相反的变形,以抵消或补偿焊后发生的变形,使之达到防止焊后变形的目地。
(2)根据工件焊接环境温度,决定是否采用焊前预热,焊后保温的方法,来控制工件的变形量,防止焊接接头裂纹。焊件是否需要预热以及预热温度是多少,应根据钢材的化学成分、板厚、容器的结构刚性、焊接形式、焊接方法和焊接材料及环境温度等因素综合考虑。
(3)在对工件焊接时,判断每条焊缝所引起构件变形的大小和方向,选出变形最小的装配焊接顺序,这样是各条焊缝引起的变形相互抵消。对于简单结构,尽可能做到整体装配好后进行焊接,对于复杂结构可以适当地分成部件,分别装配焊接,部件经校正满足图纸尺寸要求后,再拼焊成整体。另外通过合理地安排焊接顺序和方向,尽量使每条焊缝能自由收缩。多种焊缝时,先焊收缩量大的焊缝,长焊缝要从中间向两头焊,避免从两头向中间焊。对称的结构,一定要对称施焊。焊缝分布不对称的焊道,要先焊焊缝少的一侧。当焊缝较长时,采用分段焊,并配合合适的焊接方向,以使焊接变形减小或抵消。多层焊能够翻转的焊接结构,要多次翻转施焊。对于不对称的焊接结构,通过调整焊接顺序来控制焊接变形。
结束语
在日常的焊接生产活动中,焊接结构件的焊后变形是多方面因素共同作用的结果,然而,影响结构件变形的主要因素也许就一个或者两个,当焊接环境适宜,焊接规范调整合理的情况下,焊接工艺完善与否往往成为影响结构件焊接变形的唯一主要因素,所以日常生产活动中,大量的实验和总结可以帮助完善焊接工艺,从而尽可能大的控制焊接变形。
参考文献
[1]方洪渊.焊接结构学[M].北京:机械工业出版社,2008.4.
[2]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册:第3卷焊接结构[M].第三版.北京:机械工业出版社,2008.

⑷ 焊接变形的原因是

材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,材料的热物理版性能权参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。其中热物理性能参数的影响主要体现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。力学性能对焊接变形的影响比较复杂,热膨胀系数的影响最为明显,随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用。

⑸ 在管道焊接中一根焊条焊完在换下一根焊条时应该如何处理接头可以加我求求忙975296370

管道焊接中,接头处是最需要慎重处理的,无论是多层多道焊还是单道焊接,接头处理不好,就可能存在夹渣、熔合不良等焊接缺陷,导致焊缝完工后试压时产生渗漏;
在更换焊条后,一般有两种接头方法:
1、热接法:
收弧后迅速换上新的焊条,在收弧处尚保持红热状态时,立即从熔池前面引弧并迅速把电弧拉到收弧处用连弧(横向锯齿形运条)进行焊接,焊接至熔孔处电弧下压,当听到电弧熔化坡口钝边时发出的“噗噗”声后,立即迅速移开转入正常的焊接方法进行焊接;
要领是更换焊条动作要迅速,接头手法一定要熟练和灵活,是焊接生产中比较常用的接头方法。
2、冷接法:
引弧前把接头处的熔渣要处理干净,收弧处过高或有焊瘤时要修磨成缓坡,然后在距原弧坑10mm处引弧,用长弧稍预热后连弧横向摆动向前施焊至弧坑处,电弧下压,当听到电弧击穿坡口根部发出“噗噗”声后,即可转入正常的焊接。
冷接法的优点是,当前道焊缝收弧不好时(有缩孔或焊肉过厚时),能进行修磨,消除缺陷和削薄接头处,易保证焊接质量;同时难度也比热接法小一些;缺点是效率不如热接法高,特别是在不允许修磨接头时,(如技能比赛时)不宜采用此法。

⑹ 影响焊接接头性能的因素有哪些如何影响

影响焊接接头性能的因素及成因:
(1)焊接材料
手工电弧焊的焊条,埋弧自动焊专和气体保护焊等用的焊丝,熔化属后成为焊缝金属的组成部分,直接影响焊缝金属化学成分。焊剂也会影响焊缝的化学成分。
(2)焊接方法
不同焊接方法的热源,其温度高低和热量集中程度不同。因此,热影响区的大小和焊接接头组织粗细都不相同,接头的性能也就不同。此外,不同焊接方法,机械保护效果也不同。因此,焊缝金属纯净程度,即有害杂质含量不同,焊缝的性能也会不同。
(3)焊接工艺
焊接时,为保证焊接质量而选定的诸物理量(例如焊接电流、电弧电压、 焊接速度、线能量等)的总称,叫焊接工艺参数。

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