Сварочные искажения: Советы по борьбе с ней как профессионал

Основы сварочной дисторсии и способы борьбы с ней

Сварные конструкции часто имеют недостатки, которые в основном выражаются в проблемах сварных соединений. Эти проблемы включают в себя следующие аспекты:

  • Процесс сварки включает в себя неравномерный нагрев и охлаждение, что приводит к остаточным напряжениям и искажениям. Эти проблемы влияют не только на общие размеры и качество внешнего вида сварочная конструкцияно и создает трудности для непрерывной обработки после сварки. В некоторых случаях прочность сварочной конструкции также может быть напрямую нарушена.
  • Сварные соединения проходят три стадии: выплавку, затвердевание и термообработку.
  • Сварка может изменить некоторые свойства материала.
Сварочные искажения

Сварочные напряжения и искажения

Локальный высокотемпературный нагрев во время сварки приводит к неравномерному распределению температуры по сварному шву, что, в свою очередь, вызывает сварочные напряжения и деформации в сварочной конструкции.

Сварочное напряжение является основной причиной хрупкого разрушения, усталостное разрушениекоррозионное разрушение под напряжением и нарушение стабильности.

Сварочные искажения влияет на форму и точность размеров конструкции, затрудняя выполнение технических требований. Это напрямую влияет на качество изготовления и эксплуатационные характеристики конструкции.

Возникновение сварочных напряжений и деформаций

1. Базовые знания о сварочных напряжениях и деформациях

1. Искажение

Форма и размер объекта изменяются под действием внешней силы или температуры

2. Стресс

Сила взаимодействия внутри объекта, вызванная внешними силами или другими факторами, называется внутренней силой. Внутренняя сила, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения объекта, называется напряжением.

3. Сварочные напряжения и сварка искажение

Сварочное напряжение - это внутреннее напряжение, возникающее в сварном шве во время и после сварки. процесс сварки.

Изменение размеров сварного шва в результате сварки называется сварочной деформацией.

2. Причины возникновения сварочных напряжений и деформаций

1. Неравномерный нагрев сварных швов

(1) Напряжение и деформация, вызванные центральным нагревом длинной полосы (аналогично наплавке)

Напряжение и деформация центра стальной полосы при нагреве и охлаждении

Напряжение и деформация центра стальной полосы при нагреве и охлаждении

(2) Напряжения и деформации, вызванные нагревом с одной стороны длинной полосы (эквивалентно наплавке краев пластины)

Напряжения и деформации при нагреве и охлаждении с одной стороны кромки стального листа

Напряжение и деформация при нагревании и охлаждении с одной стороны стальная пластина край

2. Усадка сварного металла

3. Изменение структуры металла

4. Жесткость и устойчивость сварного соединения

Сварочные искажения

1. Виды сварочных искажений и факторы, влияющие на них

Сварочные искажения можно разделить на пять основных форм: усадочные искажения, угловые искажения, искажения при изгибе, волновые искажения и деформационные искажения.

Основные формы сварочных искажений

Основные формы сварочных искажений

1). Усадка искажение

Явление, при котором размер сварного шва становится меньше, чем до сварки, называется усадочной деформацией.

Продольная и поперечная усадочная деформация

Продольная и поперечная усадочная деформация

(1) Продольная усадочная деформация

(2) Поперечная усадочная деформация

2). Угловой искажение

Основной причиной угловых искажений является неравномерное распределение поперечной усадки по толщине листа.

Угловое искривление нескольких суставов

Угловое искривление нескольких суставов

Угловое искажение Т-образного шарнира

Угловое искажение Т-образного шарнира

3). Изгиб искажение

Деформация при изгибе возникает из-за несовпадения или несимметричности центральной линии сварного шва и нейтральной оси сечения конструкции, а также из-за неравномерного распределения усадки сварного шва по ширине сварного соединения.

(1) Деформация при изгибе, вызванная продольной усадкой

Деформация при изгибе, вызванная продольной усадкой сварного шва

Деформация при изгибе, вызванная продольной усадкой сварного шва

(2) Деформация при изгибе, вызванная поперечной усадкой

Деформация при изгибе, вызванная поперечной усадкой сварного шва

Деформация при изгибе, вызванная поперечной усадкой сварного шва

4). Волновое искажение

Волновое искажение часто возникает в процессе сварки тонких пластин толщиной менее 6 мм, которое также называют искажением нестабильности.

Волновое искажение, вызванное деформацией сварного шва

Волновое искажение, вызванное деформацией сварного шва

5). Искажение

Основной причиной деформации является неравномерное распределение деформации сварного шва по длине шва.

Деформация двутавровой балки

Искажение Двутавровая балка

2. Меры по контролю сварочных искажений

1). Конструктивные меры

(1) Выберите разумную форму и размер сварного шва

1) Выберите наименьший размер сварного шва.

Крестообразное соединение с одинаковой несущей способностью

Крестообразное соединение с одинаковой несущей способностью

2) Выберите разумную форму паза.

Паз Т-образного соединения

Паз Т-образного соединения

(2) Сократите количество сварных швов

Профили и штампованные детали являются предпочтительными вариантами, когда это возможно. Для конструкций с большим количеством и плотностью сварных швов можно использовать литые конструкции сварных швов, чтобы уменьшить их количество. Кроме того, увеличение толщины стенового листа для уменьшения количества ребер или использование профилированных конструкций вместо ребер может помочь предотвратить деформацию тонколистовых конструкций.

(3) Разумное расположение места сварки

Балки, колонны и другие сварные элементы часто имеют изгибные деформации из-за эксцентричной конфигурации сварного шва.

Расположение сварных швов коробчатой конструкции

Расположение сварных швов в коробчатой конструкции

Разумное расположение сварного шва для предотвращения деформации

Разумное расположение сварного шва для предотвращения деформации

2). Процессуальные меры

(1) Метод резервирования

(2) Метод обратного искажения

Метод обратного искажения для стыковой сварки плоских пластин

Метод обратного искажения для плоской пластины стыковая сварка

(3) Метод жесткой фиксации

1) Закрепите сварную конструкцию на жесткой платформе.

Жесткая фиксация при сращивании тонких пластин

Жесткая фиксация при сращивании тонких пластин

2) Сварной элемент объединяется в более жесткую или симметричную конструкцию.

Жесткая фиксация и предотвращение деформации тавровой балки

Жесткая фиксация и предотвращение деформации тавровой балки

3) Сварочное приспособление используется для повышения жесткости и устойчивости конструкции.

Жесткая фиксация при соединении встык

Жесткая фиксация при соединении встык

4) Используйте временные опоры для усиления жесткости конструкции.

Временная опора при сварке в защитном экране

Временная опора при сварке в защитном экране

(4) Выберите разумную последовательность сборки и сварки.

Последовательность сварки при сборке оказывает большое влияние на деформацию сварная конструкция.

(1) Если позволяют условия, большие и сложные сварные конструкции должны быть разделены на несколько частей с простыми конструкциями, сварены отдельно, а затем собраны в единое целое.

(2) Сварной шов при сварке должен быть максимально приближен к нейтральной оси структурной секции.

Сборка и сварка главной балки

Сборка и сварка главной балки

3) Для конструкции с асимметричным расположением сварных швов, сторона с малым количеством сварных швов должна быть сварена первой при монтажной сварке.

Последовательность сварки верхнего штампа пресса

Последовательность сварки верхнего штампа пресса

4) Конструкция с симметричным расположением сварных швов должна свариваться симметрично четными сварщиками.

Последовательность сварки цилиндрического стыкового шва

Последовательность сварки цилиндрического стыкового шва

5) При сварке длинных швов (более 1 м) для уменьшения усадочных деформаций после сварки можно использовать направление и последовательность, показанные на рисунке ниже.

сварка длинных швов

(5) Разумно выбирать методы сварки и параметры процесса сварки

Сварка асимметричных секционных конструкций

Сварка асимметричных секционных конструкций

(6) Метод теплового баланса

Используйте метод теплового баланса для предотвращения сварочных деформаций

Используйте метод теплового баланса для предотвращения сварочных деформаций

(7) Метод рассеивания тепла

Метод рассеивания тепла

3. Метод коррекции сварки искажение

1). Ручная коррекция

2). Метод механической коррекции

Исправление изгибной деформации балки методом механической коррекции

Исправление изгибной деформации балки методом механической коррекции

3). Метод коррекции нагрева пламени

Способы нагрева пламени включают точечный, линейный и треугольный нагрев.

(1) Точечный нагрев

Точечный нагрев

(2) Линейный нагрев

Линейный нагрев

(3) Треугольное отопление

Пламенная коррекция изгибной деформации двутавровой балки

Пламенная коррекция изгибной деформации двутавровой балки

Исправление сварочных искажений с помощью нагрева пламенем зависит от следующих трех факторов:

(1) Режим обогрева

(2) Положение нагрева

(3) Температура нагрева и площадь зоны нагрева

Wостаточное напряжение при старении

1. Классификация остаточных напряжений при сварке

1). В соответствии с причинами стресса

(1) Тепловой стресс

(2) Соответствующее напряжение

(3) Напряжение пластической деформации

2). В зависимости от времени существования стресса

(1) Мгновенное напряжение при сварке

(2) Сварка остаточное напряжение

2. Распределение остаточных напряжений при сварке

1). Распределение продольных остаточное напряжение σx

Распределение стыкового шва по сечению сварного шва 0х

Распределение стыкового шва по сечению сварного шва 0х

2). Распределение поперечного остаточного напряжения σy

(1) Поперечное напряжение, вызванное продольной усадкой сварки и прилегающей к ней зоны пластической деформации, равно σ'y

Распределение поперечного остаточного напряжения σy

(2) Механическое напряжение, вызванное поперечной усадкой в год σ" y

Распределение σ'' Y во время сварки в разных направлениях

Распределение σ" Y во время сварки в разных направлениях

3. Влияние остаточных сварочных напряжений на структуру сварки

1). Влияние на прочность конструкции

2). Влияние на точность размеров при обработке сварных швов

Сброс внутренних напряжений и деформации, вызванные механической обработкой

Внутренний стресс разрыхление и деформация, вызванные механической обработкой

3). Влияние на устойчивость компрессионных элементов

4. Меры по контролю остаточных напряжений при сварке

1). Конструктивные меры

1) Сведите к минимуму количество и размер сварных швов на конструкции.

2) Избегайте чрезмерной концентрации сварных швов и соблюдайте достаточное расстояние между ними.

Сварка сопла емкости

Сварка сопла емкости

3) Форма соединения с меньшей жесткостью должна быть принята.

Меры по снижению жесткости суставов

Меры по снижению жесткости суставов

2). Процессуальные меры

1) Примите разумную последовательность и направление сварки при сборке.

① При сварке шва на плоскости необходимо обеспечить относительно свободную продольную и поперечную усадку шва.

продольная и поперечная усадка сварного шва может быть относительно свободной

Разумная последовательность сборки и сварки швов сращивания

② Сварной шов с наибольшей усадкой должен быть сварен первым.

Последовательность сварки дуплексной балочной конструкции с защитной пластиной

Последовательность сварки дуплексной балочной конструкции с защитной пластиной

③ Сварной шов с наибольшим напряжением во время работы должен быть сварен первым.

Последовательность сварки стыковой двутавровой балки

Последовательность сварки стыковой двутавровой балки

④ При сварке плоского поперечного шва легко возникает большое сварочное напряжение в месте пересечения шва.

Последовательность сварки плоских поперечных швов

Последовательность сварки плоских поперечных швов

⑤ Конструкция, в которой имеются стыковые сварные швы и сварные швы пересекаться.

Структура, в которой пересекаются стыковые и филейные сварные швы

2) Метод предварительного нагрева.

3) Холодная сварка.

4) Уменьшите нагрузку на сварные швы.

Снижение местной жесткости и внутренних напряжений

Уменьшить локальную жесткость и внутреннее напряжение

Схема метода зоны снятия напряжения при нагревании

Схема метода нагрева "зона снятия напряжения"

5. Метод устранения или снижения остаточных напряжений при сварке

1). Метод термической обработки

(1) Интегральная термическая обработка

(2) Местная термическая обработка

2). Метод механического растяжения

3). Метод растяжения по разности температур

Схема устранения остаточных напряжений методом температурной разницы при растяжении

Схема устранения остаточных напряжений методом "температурной разницы при растяжении"

4). Сварка молотком

5). Метод вибрации

6. Определение остаточного напряжения при сварке

1). Механический метод

(1) Метод продольной резки

(2) Бурение метод

2). Физические методы

(1) Магнитный метод

(2) Дифракция рентгеновских лучей

(3) Ультразвуковой метод

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Освоение CAD/CAM: Основные технологии с пояснениями

Основные концепции автоматизированного проектирования и автоматизированного производства Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM) - это комплексная и технически сложная дисциплина системного инжиниринга, которая включает в себя такие различные области, как компьютерная [...]...

Виртуальное производство: Концепции и принципы

Концепция виртуального производства Виртуальное производство (ВП) - это фундаментальная реализация реального производственного процесса на компьютере. В нем используются технологии компьютерного моделирования и виртуальной реальности, поддерживаемые высокопроизводительными [...]...

Понимание гибких производственных систем: Руководство

Гибкая производственная система (FMS) обычно использует принципы системной инженерии и групповой технологии. Она объединяет станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (обрабатывающие центры), координатно-измерительные машины, системы транспортировки материалов, [...]...

Изучение 4 передовых методов нанофабрикации

Подобно тому, как производственные технологии играют важнейшую роль в различных областях, технология нанофабрикации занимает ключевое место в сфере нанотехнологий. Технология нанофабрикации включает в себя множество методов, в том числе механические [...].

Сверхточная обработка: Виды и технологии

Сверхточная обработка относится к прецизионным производственным процессам, в которых достигаются чрезвычайно высокие уровни точности и качества поверхности. Ее определение относительно и меняется по мере развития технологий. В настоящее время эта технология позволяет достичь [...].

Выбор правильного приспособления для ЧПУ: Типы и советы

В настоящее время механическую обработку можно разделить на две группы в зависимости от серийности производства: Среди этих двух категорий, первая составляет около 70-80% от общей стоимости продукции механической обработки [...]...

Топ-4 метода специальной обработки в современном машиностроении

В этой статье в основном представлены несколько зрелых методов специальной обработки. I. Обработка электрическим разрядом (EDM) EDM - это метод обработки токопроводящих материалов, использующий явление электрической коррозии во время [...]...

Что такое обработка с ЧПУ? Виды, преимущества, недостатки и этапы обработки

Что такое обработка с ЧПУ? Числовое программное управление (ЧПУ) - это метод управления движением и операциями обработки на станках с помощью оцифрованной информации. Станки с числовым программным управлением, часто сокращенно называемые [...]...

Изучение высокоскоростной резки: Обзор технологий и применение

Обработка резанием остается наиболее распространенным методом механической обработки, играющим важную роль в механическом производстве. С развитием производственных технологий технология обработки резанием претерпела значительный прогресс в [...].

Топ-7 новых инженерных материалов: Что нужно знать

Под передовыми материалами понимаются недавно исследованные или находящиеся в стадии разработки материалы, обладающие исключительными характеристиками и особыми функциональными свойствами. Эти материалы имеют огромное значение для развития науки и техники, [...]...

Методы расширения металла: Исчерпывающее руководство

Формирование выпуклости подходит для различных типов заготовок, таких как чашки глубокой вытяжки, разрезанные трубы и прокатные конические сварные изделия. Классификация по средствам формования выпуклости Методы формования выпуклости можно разделить [...].
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.