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矫正焊接残余变形的方法和技巧

【摘要】:焊接生产过程中,即使采取了预防变形的措施,但还可能会产生不同程度的变形。对超出技术要求的焊接残余变形,应当进行矫正。矫正变形的方法有机械矫正法和火焰矫正法。塑性较好的低碳钢、不锈钢等金属材料的焊接变形可选择机械矫正法。(二)火焰矫正火焰矫正是指利用火焰对工件的局部进行加热,使工件局部产生热压缩塑性变形,冷却后该区域金属产生收缩,利用此收缩引起的变形与原来焊接产生的残余变形相互抵消。

焊接生产过程中,即使采取了预防变形的措施,但还可能会产生不同程度的变形。对超出技术要求的焊接残余变形,应当进行矫正。矫正变形的方法有机械矫正法和火焰矫正法。

(一)机械矫正

机械矫正就是利用外力使工件产生新的塑性变形,其方向与焊接残余变形的方向相反,以抵消已经发生的焊接残余变形。采用机械矫正时,往往还通过锤击法来延展焊缝及其周边压缩塑性变形区域的金属,以达到消除焊接变形的目的。塑性较好的低碳钢、不锈钢金属材料的焊接变形可选择机械矫正法。常用的矫正设备有压力机、滚床、千斤顶等,如图5-14所示。

(二)火焰矫正

火焰矫正是指利用火焰对工件的局部进行加热,使工件局部产生热压缩塑性变形,冷却后该区域金属产生收缩,利用此收缩引起的变形与原来焊接产生的残余变形相互抵消。矫正时常用气焊焊炬或专用割炬,设备灵活机动,操作方便。火焰矫

正的效果关键在于正确选择加热位置、加热温度和加热形状,与冷却速度关系不大

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图5-14 机械矫正实例

1.加热位置

正确选择火焰加热的位置是关键,错误的加热位置不但起不了矫正作用,反而会加重变形火焰加热应选在使它产生的变形方向与焊接残余变形方向相反的位置,如图5-15所示,以达到抵消焊接残余变形的目的。

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图5-15 火焰矫正加热位置

2.加热形状

火焰加热形状有点状加热、线状加热、面状(常为三角形)加热,如图5-16所示

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图5-16 火焰矫正加热形状

(1)点状加热 点状加热特别适用于薄板结构件波浪变形的矫正,一般采用多点加热,如图5-17a所示。加热点成梅花状均匀分布,加热点直径一般不小于20mm,间隔距离在50~80mm间,如图5-17b所示。对于变形量大或板厚的工件,可以适当加大加热点直径并缩小加热点间距,加热的同时还可以对加热区锤击,锤击时应垫上衬板,以防工件表面出现印痕。

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图5-17 多点梅花状加热分布

(2)线状加热 线状加热一般用于矫正变形量大、刚度较大的结构件。例如平板对接焊缝角变形的矫正如图5-15b所示,底板与筋板角焊缝产生角变形的矫正如图5-15c所示,箱形杆件的弯曲和扭曲变形的矫正如图5-18所示。加热时,火焰沿直线移动或带有横向摆动,形成一定宽度的加热带。

(3)面状加热 面状加热也叫三角形加热,对于矫正框架结构或梁等的弯曲变形有较明显效果。如T形梁(图5-19)或工字梁(图5-20)的矫正,加热区呈三角形,变形量大的一侧加热面积大,使其产生的收缩量大,达到整体变形得到矫正。

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图5-18 线状加热矫正

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图5-19 三角形加热矫正

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图5-20 焊接工字梁弯曲变形矫正

实际使用过程中,面状加热和线状加热是同时使用,如工字梁弯曲变形的矫正,腹板上一般采用面状加热,翼板处一般采用线状加热,组合使用效果更明显。

3.加热区温度

火焰加热时,加热温度一般应控制在600~800℃。因加热区的温度不便测定,一般采用肉眼观察其颜色来判断加热温度,金属加热温度及其相应加热颜色见第二章表2-3。

高强度钢容器、低温容器、刚性拘束较大的厚壁容器,所以有应力腐蚀倾向、尺寸精度要求高、密封性能要求好、形状复杂的结构,焊后应做去应力处理。