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2022年云南焊工培訓(xùn)-特種作業(yè)人員培訓(xùn):控制焊接殘余應(yīng)力的方法2022年永仁縣焊工培訓(xùn)-特種作業(yè)人員培訓(xùn):控制焊接殘余應(yīng)力的方法

[日期:2022-06-01]   來源:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)  作者:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)   閱讀:836次

控制焊接殘余應(yīng)力的方法

(一)設(shè)計方面

應(yīng)該在保證結(jié)構(gòu)件有足夠強度的前提下,盡量減少結(jié)構(gòu)的剛性,采用全焊透的對接接頭,有不等厚的要削薄圓滑過渡,減少焊接接頭的數(shù)量、長度和尺寸,優(yōu)先選用焊接性能好、韌性高的母材和焊材。焊接接頭盡量對稱于結(jié)構(gòu)件截面的中心軸布置,避免密集和交叉布置。如 GB150 中規(guī)定筒節(jié)長度應(yīng)不小于300mm,相鄰?fù)补?jié)A類接頭焊縫中間外圓弧長應(yīng)大于板厚的3倍且不小于100mm;重要的T形結(jié)構(gòu)采用根部焊透或深熔透結(jié)構(gòu);不在焊接接頭上開孔;采用焊接接頭系數(shù)(焊接接頭系數(shù)指對接焊接的接頭強度與母材強度的比值)為1的焊接接頭,對接焊接接頭要求100%射線檢測;控制焊縫咬邊深度和長度等;角焊縫凹形圓滑過渡;選擇合理的焊接接頭形式,將焊接接頭布置在結(jié)構(gòu)件最大應(yīng)力區(qū)之外。

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(二)工藝方面

1.焊前預(yù)熱

焊前預(yù)熱可使焊接接頭的金屬溫差減少,減緩焊后冷卻速度,從而降低焊接應(yīng)力。

預(yù)熱分整體預(yù)熱法和局部預(yù)熱法(包括加熱減應(yīng)區(qū)法)。局部預(yù)熱法指焊接前,在結(jié)構(gòu)件適當部位進行加熱,使此部位伸長,在焊后冷卻時,加熱區(qū)和焊接接頭的收縮方向相同,從而降低內(nèi)應(yīng)力。

2.選擇合理的組焊順序和方向施焊前,應(yīng)考慮焊縫盡可能自由收縮,以減小結(jié)構(gòu)的拘束度。厚板焊接時,可采用多層多道焊。焊接長焊縫或大型結(jié)構(gòu)件時,焊接順序應(yīng)從中間向兩端或四周順序進行焊接。如鍋爐管板與管束、冷凝器和換熱器的管板焊接宜采用放射交叉式的焊接順序,如圖5-9b所示。對于多焊接接頭,焊縫收縮量不同時,應(yīng)先焊收縮量大的焊接接頭,如圖5-9c所示。在結(jié)構(gòu)上同時存在對接接頭和角接接頭時,就先焊對接接頭,如蓋板對接的工字梁,因為蓋板對接焊縫的橫向收縮量大,必須先焊,然后再焊接主角焊縫,圖5-10所示。裝配焊接復(fù)雜多樣的結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)件的不同特點,分成幾個簡單部件,分別裝配焊接后再總裝焊接。結(jié)構(gòu)上對稱的焊縫,應(yīng)對稱施焊,使其變形能相互抵消一部分。焊縫布置不對稱的結(jié)構(gòu),如焊縫分布在中性軸一側(cè),則可先焊靠近中性軸的焊縫,然后焊接遠離中性軸的焊縫。一般應(yīng)遵循先焊對接焊縫,再焊角接焊縫;先焊短焊縫再焊長焊縫;先焊縱焊縫,再焊環(huán)焊縫;先焊間隙小的焊縫,再焊間隙大的焊縫;先焊變形小的焊縫,再焊變形大的焊縫等原則。 

3.選擇合理的焊接參數(shù)

在保證焊接質(zhì)量的前提下,盡量選用較小的焊接電流和較快的焊接速度,減小焊接熱輸入,以減少工件的受熱范圍。對于厚板多道焊焊縫,選擇小的焊接參數(shù)進行多層多道焊,并控制道間和層間溫度,能有效減小焊接殘余應(yīng)力。

4.預(yù)制反變形法

預(yù)制反變形法指通過預(yù)先留出焊縫能夠自由收縮的余量,使焊縫能夠在一定程度上收縮,從而降低焊接殘余應(yīng)力。在焊接封閉環(huán)焊縫或其他剛性較大、自由度較小的焊縫時,可采取反變形措施,可以有效地控制焊接殘余應(yīng)力。

5.錘擊焊縫

每焊完一道焊縫,在焊縫冷卻的同時用圓頭小

錘均勻地錘擊焊縫使之延展,可以減小焊接殘余應(yīng)力。錘子重量為0.5kg左右,錘端帶有R10mm 左右的圓角,錘擊時焊縫的溫度應(yīng)在300℃以上或100~150℃左右的范圍內(nèi),不宜在200~300℃(藍脆溫度)溫度區(qū)間進行。多層焊時,第一層和最后一層不宜錘擊以免影響質(zhì)量,其余每層都要錘擊。錘擊時力度應(yīng)保持均勻、適度。第一層不宜錘擊是為了防止引起根部裂紋,最后一層不宜錘擊是為了防止冷加工效應(yīng)可能引起缺口沖擊韌度的降低及影響表面質(zhì)量。

6.減小氫的存在

為了減小氫致應(yīng)力集中,盡可能選擇低氫型堿性焊接材料,焊接材料應(yīng)嚴格按要求烘焙后使用,并且對焊接區(qū)域及其附近采取預(yù)熱、打磨等措施,去除水分、油污、鐵銹等有害物質(zhì)。有必要時焊后對接頭進行消氫處理,方法是加熱到 300~350℃,保溫2h,這樣有利于擴散氫的逸出。