焊接变形焊接过程中被焊工件受到不均匀温度场的作用而产生的形状、尺寸变化称为焊接变形。随温度变化而变化的称为焊接瞬时变形;被焊工件完全冷却到初始温度时的改变,称为焊接残余变形。

1.焊接变形原因

对所有熔化式焊接,在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力,残余应力的存在会导致焊接构件的变形、开裂并降低其承载力;同时,在焊缝的焊趾部位还存在凹坑、余高、咬边造成的应力集中;而焊趾处的熔渣缺陷、微裂纹又形成了裂纹的提前萌生源。由于受残余拉应力、应力集中和裂纹萌生源的影响,焊接接头的疲劳寿命大大降低。

残余应力都集中在焊缝附近,当焊接残余应力与承载的工作应力叠加,其数值超过材料的屈服极限时,工件就会在焊缝附近产生焊接变形,断裂等现象。研究残余应力的影响不仅考虑其数值的大小,而残余应力的方向也是重要因素,用盲孔法残余应力检测仪可以对焊接残余应力值的大小和方向进行测量。在分析残余应力的影响时,即使焊接构件的残余应力值远远低于其材料的屈服极限,但如果存在严重的应力集中,那么焊接构件在其运输和使用过程中也会因残余应力的释放而发生永久性的塑性变形。

焊接变形原因

2.焊接变形分类

焊接变形可分为面内变形和面外变形。焊接变形的面内变形可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形,面外变形可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。

焊接变形分类

3.减小焊接变形方法

1、反变形发:根据生产中已经发生变形的规律,预先把焊件人为地制出一个变形,使这个变形与焊后发生的变形方向相反而数值相等,这种方法称为反变形法,即事先估计好结构变形的大小和方向,然后在装配时给予一个相反方向的变形,与焊接变形相抵消

2、加厚法:适当增加工件的壁厚,以此来增加工件的刚性,减少焊接变形。由于焊接内应力不变,工件刚性增加,故工件的抗变形能力增加。这种方法虽然会增加材料成本,但是减少了因为变形而花费的矫正的成本,也提高了产品的质量。

3、留余量法:在下料时增大焊缝补偿的数值,即将零件的实际尺寸比设计尺寸适当加大,用于防止焊件收缩变形。

4、刚性固定法:在焊接时用夹具定位和紧固,装夹的刚度越大,变形越小。

5、锤击焊缝:利用圆头小锤锤击焊缝,使焊缝金属延展,抵消一些焊缝收缩,以减小某些接头的焊接变形。锤击力度要适中,过渡会裂开,一般以表面获得延展即可。

6、焊法手法:在可能的情况下,将连续焊改成断续焊缝,可以减少焊缝和工件由于受热而产生的塑性变形;或采用不同的焊接方向和顺序,可使局部焊缝变形适当减小或相互抵消。当焊缝在1m以上时,可采用分段退焊法、分中分段退焊法、跳焊法、交替焊法;当焊缝在0.5-1m时,可采用分中对称焊法。

减小焊接变形方法