減小焊接殘余變形的設(shè)計(jì)措施

  1.合理選擇焊件尺寸

  焊件的長度、寬度和厚度等尺寸對(duì)焊接變形有明顯的影響。例如,板的厚度對(duì)于角焊縫的角變形影響較大,當(dāng)厚度達(dá)到某一數(shù)值(鋼約9mm)時(shí)角變形最大。在制造T形或工形焊接梁時(shí),由于焊件細(xì)長,以致于焊接區(qū)收縮變形引起焊件彎曲變形是一個(gè)突出問題。解決這一問題的最好辦法就是要精心設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù),(如板厚、板寬、板長和肋板間距等)和焊接參數(shù)(如單位線能量等)。

  2.合理選擇焊縫尺寸和坡口形式

  焊縫尺寸的大小,不僅關(guān)系到焊接工作量,而且還對(duì)焊接變形產(chǎn)生較大的影響。焊縫尺寸大,焊接量也大,填充金屬消耗量多,造成焊接變形大。因此在設(shè)計(jì)焊縫尺寸時(shí),在保證結(jié)構(gòu)承載能力的條件下,應(yīng)采用較小的焊縫尺寸。片面加大焊縫尺寸對(duì)減小焊接變形極其不利。所以對(duì)并不承受很大工作應(yīng)力的焊縫,不必采用大尺寸焊角,只要能滿足其強(qiáng)度要求就好。

  另外,還要合理設(shè)計(jì)坡口型式。例如對(duì)接接頭要采用角變形為零的最佳X形坡口尺寸。對(duì)于受力較大的T形接頭和十字接頭,在保證相同強(qiáng)度的條件下,采用開坡口的焊縫比不開坡口焊縫動(dòng)載強(qiáng)度高,焊縫金屬量少,而且對(duì)減小焊接變形也是有利的,尤其對(duì)厚板而言,更在意義。

  3.盡量減少不必要的焊縫

  在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)該力求使焊縫數(shù)量減至最少。一般在設(shè)計(jì)中常采用加肋板來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度,特別是有時(shí)為減輕主體結(jié)構(gòu)重量而采用較薄板,勢(shì)必增加肋板數(shù)量,從而大大增加裝配和焊接的工作量,其結(jié)果是不但不經(jīng)濟(jì),而且焊縫致使焊接變形過大。所以實(shí)踐證明合理選擇板厚,適當(dāng)減少肋板,使焊縫減少,即使結(jié)構(gòu)可能稍重,還是比較經(jīng)濟(jì)的。

  4.合理安排焊縫位置

  為避免焊接結(jié)構(gòu)彎曲變形,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)力求使焊縫位置對(duì)稱于料接構(gòu)件的中性軸或接近于中性軸。因?yàn)楹缚p對(duì)稱于中性軸,有可能使中性軸兩側(cè)焊縫軸產(chǎn)生的彎曲變形完全抵消或大部抵消。因?yàn)楹缚p接近中性軸,使焊縫收縮引起的彎曲力矩減小,從而使構(gòu)件彎曲變形也減小。所以在焊接結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)力求使結(jié)構(gòu)對(duì)稱。對(duì)于一些截面形狀無法改變的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)件,可在保持截面形狀不變的情況下,采用調(diào)整焊縫重心軸與中性軸距離的方法減小變形。