一、焊接中的局部变形的原因及预防措施
1、产生原因
加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致;加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大;加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致;焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形;焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。
2、预防措施
设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝;制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊缝;对尺寸大焊缝多的工件,采用分段、分层、间断施焊,并控制电流、速度、方向一致;手工焊接较长焊缝时, 应采用分段进行间断焊接法, 由工件的中间向两头退焊,焊接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形;大型工件如形状不对称,应将小部件组焊矫正完变形后,在进行装配焊接,以减少整体变形;工件焊接时应经常翻动,使变形互相抵消;对于焊后易产生角变形的零部件,应在焊前进行预变形处理,如钢板v形坡口对接,在焊接前应将接口适当垫高,这样可使焊后变平;通过外焊加固件变大工件的刚性来限制焊接变形,加固件的位置应设在收缩应力的反面。
3、处理方法
对已变形的工件,如变形不大,可采用火烤矫正。如变形较大,采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。
二、钢结构焊接裂纹的原因及预防措施
1、热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的裂纹,又称高温裂纹或结晶裂纹,通常产生在焊缝内部,有时也可能出现在热影响区,表现形式有:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开。总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。
2、冷裂纹
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300-200℃以下)产生的,可以在焊接后立即出现,也可以在焊接以后的较长时间才发生,故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有3个:焊接接头形成淬硬组织;扩散氢的存在和浓集;存在着较大的焊接拉伸应力。
其预防措施主要有:选择合理的焊接规范和线能 ,改善焊缝及热影响区组织状态,如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出;采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的扩散氧含量;焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干(低氢焊条300℃~350℃保温1h;酸性焊条100℃~l50℃保温1h;焊剂200℃~250℃保温2h),认真清理坡口和焊丝,去除油污、水分和锈斑等脏物,以减少氢的来源;焊后及时进行热处理.一是进行退火处理,以消除内应力,使淬火组织回火,改善其韧性;二是进行消氢处理,使氢从焊接接头中充分逸出;提高钢材质量,减少钢材中的层状夹杂物;采取可降低焊接应力的各种工艺措施。