1.反變形法
焊接前裝配時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)估變形的大小,給構(gòu)件一個(gè)與焊接變形方向相反的變形,以此與焊接變形相抵消,使結(jié)構(gòu)在焊接后能達(dá)到技術(shù)要求。反變形有兩種方法:
①塑性反變形;
②彈性反變形。
在實(shí)際生產(chǎn)中,彈性反變形比塑性反變形更可靠些。因?yàn)榧词箯椥苑醋冃蔚念A(yù)應(yīng)變量不夠準(zhǔn)確,也總是可以減小角變形。若采用塑性反變形,所選取的塑性預(yù)彎量必須非常精確,否則得不到良好的效果。
2.在外拘束條件下焊接
將焊件剛性固定在夾具中,以限制構(gòu)件在焊接過程中產(chǎn)生變形。對(duì)減小焊件的角變形有很好的效果,可使焊接變形減少,但焊接應(yīng)力較高。
3.合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范
為減小焊接變形,應(yīng)盡可能采用高能量密度的焊接方法。如電子束焊、激光焊接、窄間隙焊接等。它們有較低的焊接線能量,焊接變形極小。在一般生產(chǎn)中,CO2氣體保護(hù)焊來取代手工電弧焊,不但效率高,而且還能明顯地減小焊接變形。焊接薄板時(shí),可采用鎢極脈沖氬弧焊或電阻焊,縫焊,都可防止壓曲變形。
如果在生產(chǎn)中沒有條件采用低線能量的方法,又不降低焊接規(guī)范時(shí),可采用直接水冷或采用水冷銅塊來改變熱場分布,以達(dá)到減小變形的目的。但是對(duì)于淬硬性高的金屬材料,此方法慎用。
4.選擇合理的裝配焊接順序和焊接方向
裝配焊接順序的設(shè)計(jì),主要考慮先期焊縫產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形對(duì)后續(xù)焊縫的影響,還要考慮后續(xù)焊縫產(chǎn)生的應(yīng)力和變形是怎樣與先期焊縫的影響相互作用的。實(shí)踐證明,正確選擇裝配焊接順序,是防止焊接變形的有力措施。
在生產(chǎn)中通常采用以小拼大的焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn),先焊成若干部件和組件,然后裝配焊接成整體結(jié)構(gòu)。由于焊件的裝配和焊接順序不同,在生產(chǎn)過程中結(jié)構(gòu)剛性的遞增以及對(duì)焊接變形的影響也不相同,因此要對(duì)其進(jìn)行分析比較,選擇變形最小的合理裝配焊接順序。
一般情況下,應(yīng)先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫。當(dāng)同時(shí)存在對(duì)接焊縫和角焊縫時(shí),一般應(yīng)先焊對(duì)接焊縫,后焊角接焊縫;當(dāng)同時(shí)存在橫向焊縫和縱向焊縫時(shí),應(yīng)先焊橫向焊縫,后焊縱向焊縫;當(dāng)同時(shí)存在厚板焊縫和薄板焊縫時(shí),一般應(yīng)先焊厚板焊縫,后焊薄板焊縫;當(dāng)結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在斷續(xù)焊縫和連續(xù)焊縫時(shí),一般應(yīng)先焊連續(xù)焊縫,后焊斷續(xù)焊縫。
5.預(yù)熱
焊接不均勻熱場是產(chǎn)生焊接變形的主要原因。因此采用適當(dāng)?shù)念A(yù)熱;使焊接溫度分布趨于均勻,也是一種減小焊接殘余變形的有效措施。
6.用拉伸法和加熱法減小焊接薄板的平面外變形
用機(jī)械法或預(yù)熱法使被焊壁板進(jìn)行拉伸或伸長,與此同時(shí)將壁板焊到結(jié)構(gòu)的框架上,焊完后,去掉拉伸載荷。此時(shí)壁板的收縮受到被焊框架的拘束,從而在壁板上只有小量的平面外變形產(chǎn)生。這時(shí)在焊接后壁板內(nèi)存有殘余拉伸應(yīng)力,而在框架內(nèi)則存有殘余壓應(yīng)力。這種方法對(duì)減小焊接薄板的壓曲變形具有良好的效果。