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焊割炬操作中如何控制焊接应力和变形（三）
焊割炬操作中如何控制焊接应力和变形（三）
焊接应力的控制措施
构件焊接时产生瞬时内应力 ,焊接后产生残余应力 ,并同时产生残余变形 ,这是不可避免的现象。
焊接变形的矫正费时费工 ,构件制造和安装企业首先考虑的是控制变形 ,往往对控制残余应力较为忽视 ,常用一些卡具、支撑以增加刚性来控制变形 ,与此同时实际上增大了焊后的残余应力。
对于一些本身刚性较大的构件 ,如板厚较大 ,截面本身的惯性矩较大时 ,虽然变形会较小 ,但却同时产生较大的内应力 ,甚至产生裂纹。
因此 ,对于一些构件截面厚大 ,焊接节点复杂 ,拘束度大 ,钢材强度级别高 ,使用条件恶劣的重要结构要注意焊接应力的控制。控制应力的目标是降低其峰值使其均匀分布 ,其控制措施有以下几种 :
1)减小焊缝尺寸 :焊接内应力由局部加热循环而引起 ,为此 ,在满足设计要求的条件下 ,不应加大焊缝尺寸和层高 ,要转变焊缝越大越安全的观念。
2)减小焊接拘束度 :拘束度越大 ,焊接应力越大 ,首先应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接 ,尽可能不用刚性固定的方法控制变形 ,以免增大焊接拘束度。
3)采取合理的焊接顺序 :在焊缝较多的组装条件下 ,应根据构件形状和焊缝的布置 ,采取先焊收缩量较大的焊缝 ,后焊收缩量较小的焊缝 ;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝 ,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。
4)降低焊件刚度 ,创造自由收缩的条件。
5)锤击法减小焊接残余应力 :在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属 ,使其产生塑性延伸变形 ,并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。
但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口面相邻的两侧焊道不宜锤击 ,以免出现熔合线和近缝区的硬化或裂纹。高强度低合金钢 ,如屈服强度级别大于 345ＭＰａ时 ,也不宜用锤击法消除焊接残余应力。
6 )采用抛丸机除锈 :通过钢丸均匀敲打来抵消构件的焊接应力。
综上所述 ,在施工过程中 ,一定要了解焊接工艺 ,采用合理的焊接方法和控制措施 ,以便减少和消除焊后残余应力和残余变形。在实践中不断总结、积累焊接经验 ,综合分析考虑的各种因素 ,可以保证工程中的焊接质量。