金属料与加工工艺.ppt

12.4焊接应力与变形12.4焊接应力与变形12.4.3预防和减小焊接应力和变形的工艺措施.1.焊前预热预热的目的是减小焊件上各部分的温差，降低焊缝区的冷却速度，从而减小焊接应力和变形，预热温度一般为400℃以下。此方法工艺复杂，增加了焊接成本，只适用于焊接性较差的材料。2.选择合理的焊接顺序(1)尽量使焊缝能自由收缩这样产生的残余应力较小。图12-40为一大型容器底板的焊接顺序，若先焊纵横向焊缝3，再焊横向焊缝1和2，则焊缝1和2在横向和纵向的收缩都会受到阻碍，焊接应力增大，焊缝交叉处和焊缝上都极易产生裂纹。12.4焊接应力与变形(2)采用分散对称焊工艺，长焊缝尽可能采用分段退焊或跳焊的方法进行焊接，这样加热时间短、温度低且分布均匀，可减小焊接应力和变形，如图12-41、图12-42所示。12.4焊接应力与变形3.加热减应区铸铁补焊时，在补焊前可对铸件上的适当部位进行加热，以减少焊接时对焊接部位伸长的约束，焊后冷却时，加热部位与焊接处一起收缩，从而减小焊接应力。被加热的部位称为减应区，这种方法叫作加热减应区法，如图12-43所示。利用这个原理也可以焊接一些刚度比较大的焊缝。12.4焊接应力与变形4.反变形法焊接前预测焊接变形量和变形方向，在焊前组装时将被焊工件向焊接变形相反的方向进行人为的变形，以达到抵消焊接变形的目的，如图12-44所示。12.4焊接应力与变形5.刚性固定法利用夹具、胎具等强制手段，以外力固定被焊工件来减小焊接变形，如图3-9所示。该法能有效地减小焊接变形，但会产生较大的焊接应力，所以一般只用于塑性较好的低碳钢结构。6.焊后及时消除应力对于一些重要结构，焊后应消除所产生的内应力。常用的方法有：整体高温回火、局部高温回火、机械拉伸焊接结构、对焊件进行震动等。这些方法能不同程度地降低焊接内应力。12.4.4矫正焊接变形的措施矫正焊件变形常用的方法有机械矫正法和火焰矫正法。1.机械矫正利用机械力产生塑性变形来矫正焊接变形，如图12-45所示。这种方法适用于塑性较好、厚度不大的焊件。12.4焊接应力与变形12.4焊接应力与变形2.火焰矫正利用金属局部受热后的冷却收缩来抵消已发生的焊接变形。这种方法主要用于低碳钢和低淬硬倾向的低合金钢。火焰矫正一般采用气焊焊炬，不需专门设备，其效果主要取决于火焰加热的位置和加热温度。加热温度范围通常在600～800℃。图12-46为T形梁上拱变形的火焰矫正方法。金属材料与加工工艺第１２章焊接与胶接12.5焊接件的结构工艺性12.5焊接件的结构工艺性在焊接结构的生产制造中，除考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证，焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用、焊后热处理等因素，具体主要表现在焊缝的布置、焊接接头和坡口形式等几个方面。12.5.1焊接材料的选择随着焊接技术的发展，工业上常用的金属材料一般均可焊接。但材料的焊接性不同，焊后接头质量差别就很大。因此，应尽可能选择焊接性良好的焊接材料来制造焊接构件。特别是优先选用低碳钢和普通低合金钢等材料，其价格低廉，工艺简单，易于保证焊接质量。重要焊接结构材料的选择，在相应标准中有规定，可查阅有关标准或手册。12.5.2合理布置焊缝位置焊缝位置对焊接接头的质量、焊接应力和变形以及焊接生产率均有较大影响，因此在布置焊缝时，应考虑以下几个方面。1.焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量.焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝四种形式，其中施焊操作最方便、焊接质量最容易保证的是平焊缝，因此在布置焊缝时应尽量使焊缝能在水平位置进行焊接。除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。图12-47所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求;图12-48所示为考虑点焊或缝焊施焊空间(电极位置)时的焊缝布置要求。12.5焊接件的结构工艺