一、焊接中的局部變形的原因及預(yù)防措施
(一)產(chǎn)生原因
(1)加工件的剛性小或不均勻,焊后收縮,變性不一致。(2)加工件本身焊縫布置不均,導(dǎo)致收縮不均勻,焊縫多的部位收縮大、變形也大。(3)加工人員操作不當(dāng),未對(duì)稱分層、分段、間斷施焊,焊接電流、速度、方向不一致,造成加工件變形的不一致。(4)焊接時(shí)咬肉過大,引起焊接應(yīng)力集中和過量變形。5)焊接放置不平,應(yīng)力集中釋放時(shí)引起變形。
(二)預(yù)防措施
(1)設(shè)計(jì)時(shí)盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置,對(duì)稱設(shè)置焊縫減少交叉和密集焊縫。(2)制定合理的焊接順序,以減少變形。如先焊主焊縫后焊次要焊縫,先焊對(duì)稱部位的焊縫后焊非對(duì)稱焊縫,先焊收縮量大的焊縫后焊收縮量小的焊縫,先焊對(duì)接焊縫后焊角焊縫。(3)對(duì)尺寸大焊縫多的工件,采用分段、分層、間斷施焊,并控制電流、速度、方向一致。(4)手工焊接較長(zhǎng)焊縫時(shí),應(yīng)采用分段進(jìn)行間斷焊接法,由工件的中間向兩頭退焊,焊接時(shí)人員應(yīng)對(duì)稱分散布置,避免由于熱量集中引起變形。(5)大型工件如形狀不對(duì)稱,應(yīng)將小部件組焊矯正完變形后,在進(jìn)行裝配焊接,以減少整體變形。(6)工件焊接時(shí)應(yīng)經(jīng)常翻動(dòng),使變形互相抵消。(7)對(duì)于焊后易產(chǎn)生角變形的零部件,應(yīng)在焊前進(jìn)行預(yù)變形處理,如鋼板v形坡口對(duì)接,在焊接前應(yīng)將接口適當(dāng)墊高,這樣可使焊后變平。(8)通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形,加固件的位置應(yīng)設(shè)在收縮應(yīng)力的反面。
(三)處理方法
對(duì)已變形的工件,如變形不大,可采用火烤矯正。如變形較大,采用邊烤邊用千斤頂頂?shù)姆椒ǔC正。
二 鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋的原因及預(yù)防措施
(一)熱裂紋
熱裂紋是指高溫下所產(chǎn)生的裂紋,又稱高溫裂紋或結(jié)晶裂紋,通常產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部,有時(shí)也可能出現(xiàn)在熱影響區(qū),表現(xiàn)形式有:縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋。其產(chǎn)生原因是由于焊接熔池在結(jié)晶過程中存在著偏析現(xiàn)象,低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)在結(jié)晶過程中以液態(tài)間層形式存在從而形成偏析,凝固以后強(qiáng)度也較低,當(dāng)焊接應(yīng)力足夠大時(shí),就會(huì)將液態(tài)間層或剛凝固不久的固態(tài)金屬拉開形成裂紋。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì),當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時(shí),也會(huì)被拉開。總之,熱裂紋的產(chǎn)生是冶金因素和力學(xué)因素共同作用的結(jié)果。針對(duì)其產(chǎn)生原因,其預(yù)防措施如下:
(1)限制母材及焊接材料(包括焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體)中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量,特別應(yīng)控制硫、磷的含量和降低含碳,一般用于焊接的鋼材中硫的含量不應(yīng)大于0.04 5%,磷的含量不應(yīng)大于0.055%;另外鋼材含碳量越離,焊接性能越差,一般焊縫中碳的含量控制在0.10%以下時(shí),熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分,改善焊縫組織,細(xì)化焊縫品粒,以提高其塑性,減少或分散偏析程度,控制低熔點(diǎn)共品的有害影響。(3)采用堿性焊條或焊劑,以降低焊縫中的雜質(zhì)含攝,改善結(jié)晶時(shí)的偏析程度。(4)適當(dāng)提高焊縫的形狀系數(shù),采用多層多道焊接方法,避免中心線偏析,可防止中心線裂紋。(5)采用合理的焊接順序和方向,采用較小的焊接線能超,整體預(yù)熱和錘擊法,收弧時(shí)填滿弧坑等工藝措施。
(一)產(chǎn)生原因
(1)加工件的剛性小或不均勻,焊后收縮,變性不一致。(2)加工件本身焊縫布置不均,導(dǎo)致收縮不均勻,焊縫多的部位收縮大、變形也大。(3)加工人員操作不當(dāng),未對(duì)稱分層、分段、間斷施焊,焊接電流、速度、方向不一致,造成加工件變形的不一致。(4)焊接時(shí)咬肉過大,引起焊接應(yīng)力集中和過量變形。5)焊接放置不平,應(yīng)力集中釋放時(shí)引起變形。
(二)預(yù)防措施
(1)設(shè)計(jì)時(shí)盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置,對(duì)稱設(shè)置焊縫減少交叉和密集焊縫。(2)制定合理的焊接順序,以減少變形。如先焊主焊縫后焊次要焊縫,先焊對(duì)稱部位的焊縫后焊非對(duì)稱焊縫,先焊收縮量大的焊縫后焊收縮量小的焊縫,先焊對(duì)接焊縫后焊角焊縫。(3)對(duì)尺寸大焊縫多的工件,采用分段、分層、間斷施焊,并控制電流、速度、方向一致。(4)手工焊接較長(zhǎng)焊縫時(shí),應(yīng)采用分段進(jìn)行間斷焊接法,由工件的中間向兩頭退焊,焊接時(shí)人員應(yīng)對(duì)稱分散布置,避免由于熱量集中引起變形。(5)大型工件如形狀不對(duì)稱,應(yīng)將小部件組焊矯正完變形后,在進(jìn)行裝配焊接,以減少整體變形。(6)工件焊接時(shí)應(yīng)經(jīng)常翻動(dòng),使變形互相抵消。(7)對(duì)于焊后易產(chǎn)生角變形的零部件,應(yīng)在焊前進(jìn)行預(yù)變形處理,如鋼板v形坡口對(duì)接,在焊接前應(yīng)將接口適當(dāng)墊高,這樣可使焊后變平。(8)通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形,加固件的位置應(yīng)設(shè)在收縮應(yīng)力的反面。
(三)處理方法
對(duì)已變形的工件,如變形不大,可采用火烤矯正。如變形較大,采用邊烤邊用千斤頂頂?shù)姆椒ǔC正。
二 鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋的原因及預(yù)防措施
(一)熱裂紋
熱裂紋是指高溫下所產(chǎn)生的裂紋,又稱高溫裂紋或結(jié)晶裂紋,通常產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部,有時(shí)也可能出現(xiàn)在熱影響區(qū),表現(xiàn)形式有:縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋。其產(chǎn)生原因是由于焊接熔池在結(jié)晶過程中存在著偏析現(xiàn)象,低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)在結(jié)晶過程中以液態(tài)間層形式存在從而形成偏析,凝固以后強(qiáng)度也較低,當(dāng)焊接應(yīng)力足夠大時(shí),就會(huì)將液態(tài)間層或剛凝固不久的固態(tài)金屬拉開形成裂紋。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì),當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時(shí),也會(huì)被拉開。總之,熱裂紋的產(chǎn)生是冶金因素和力學(xué)因素共同作用的結(jié)果。針對(duì)其產(chǎn)生原因,其預(yù)防措施如下:
(1)限制母材及焊接材料(包括焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體)中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量,特別應(yīng)控制硫、磷的含量和降低含碳,一般用于焊接的鋼材中硫的含量不應(yīng)大于0.04 5%,磷的含量不應(yīng)大于0.055%;另外鋼材含碳量越離,焊接性能越差,一般焊縫中碳的含量控制在0.10%以下時(shí),熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分,改善焊縫組織,細(xì)化焊縫品粒,以提高其塑性,減少或分散偏析程度,控制低熔點(diǎn)共品的有害影響。(3)采用堿性焊條或焊劑,以降低焊縫中的雜質(zhì)含攝,改善結(jié)晶時(shí)的偏析程度。(4)適當(dāng)提高焊縫的形狀系數(shù),采用多層多道焊接方法,避免中心線偏析,可防止中心線裂紋。(5)采用合理的焊接順序和方向,采用較小的焊接線能超,整體預(yù)熱和錘擊法,收弧時(shí)填滿弧坑等工藝措施。