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鋼格柵板焊接變形的影響因素都有哪些?

發布時間:2018/09/21 點擊量:

 隨著不銹鋼鋼格柵板的廣泛應用,不銹鋼鋼格柵板的焊接變得尤為重要。不銹鋼鋼格板焊接變形,嚴重影響焊接質量和使用性,其具有復雜性、多樣性。

常見的  變形主要與橫向收縮、縱向收縮、彎曲變形、翹曲等有 關。不銹鋼鋼格柵板焊接過程中需要考慮板材的材料、幾何形狀 和尺寸及約束條件等因素的影響,同時還要將焊接的 工藝和焊接的參數列入到影響因素范圍之中。

   具體地說,不銹鋼板材所能抵抗失穩變形的阻力和其所能承受的臨 界載荷主要與所選板材自身的材料、幾何形狀等設計 相關量相對應,兩焊接所產生失穩的殘余應力則與焊 接所采用的方法和參數有密不可分的關系。總體而 言,選用合理的設計和制造將會顯著減小或消除不銹鋼鋼格板焊接變形。

 
鋼格柵板焊接變形的影響因素
1. 輸入熱源對焊接變形的影響
在鋼格板焊接過程中,受到局部高溫熱源的影響,焊縫區 被急劇加熱,并局部熔化。該區域材料被加熱,使焊接 區擴展,而鋼格柵周圍溫度相對較低區域對焊接區產生約束, 從而產生彈性熱應力,材料的屈服應力極限在溫度升高后急劇下降,導致熱彈性應力超過屈服極限,形成熱 壓縮。

  冷卻時,焊縫區材料收縮受到周圍區域不均勻 溫度場的影響,產生不均勻的收縮變形,焊接區呈現拉 伸殘余應力,相鄰區域承受壓縮殘余應力。 不銹鋼鋼格板焊接對于熱源的輸入非常敏感,合理 控制輸入熱源能量的大小對于格柵板焊件質量有重要意義。

   輸入較大的熱源能量會造成較大的收縮變形,反之,輸 入較小的熱源能量會造成較小的收縮變形。因此在保 證焊縫形成良好情況下,選用盡可能小的輸入熱源。


2 .焊縫尺寸對焊接變形的影響
   對于不銹鋼鋼格板焊接來說,焊縫的面積 尺寸與鋼格板焊件的撓曲變形有著密不可分的關系, 另外,焊縫在結構中的位置對于不銹鋼鋼格板焊接 變形也會產生影響。不對稱的安排會導致焊件的彎曲 變形,鋼格板焊件截面中性軸越接近焊縫,相對而言彎曲變形 越小;反之,焊件截面中性軸離焊縫越遠,相對而言彎 曲變形越大。


3.焊板初始粗糙度和板厚對焊接變形的影響
  但在實際加工生產中不可能制造出理想情況下的不銹 鋼板材,其可能存在不同程度的初始撓曲變形或者初 始幾何缺陷,這些初始表面粗糙度和缺陷會在一定程 度上造成鋼格板焊接的臨界失穩變形。

   對于存在不平整 度問題的板材,殘余應力的增加,起始階段板材撓度的 增長是相對緩慢的;但在焊接產生的殘余應力超過某一定值時,瞬間板材撓度的增加會相對較快。初始粗 糙度相對較大時,板材所能承受的臨界載荷值就會在 一定程度上降低,產生失穩變形越容易。

   因此必須嚴格控制不銹鋼板材焊件的初始表面粗糙度,否則其會 大大地影響著焊接抗失穩變形阻力和臨界載荷。 除初始表面粗糙度外,板材厚度對于失穩變形 也是一個重要的影響因素。焊板厚度越小,其剛度就 越小,抵抗彎曲變形的能力就越低,在不銹鋼板材對接 焊時,受到高溫熱源的影響,就更容易發生撓曲變形。 相反,焊接厚度越大,剛度就更大,不易變形。

 
4、鋼格板裝配對焊接變形的影響
鋼格板焊接時選擇合適的焊件裝配順序,避免在總 的構件內引起多余的裝配應力。由于在不同裝配階段 裝配體總的剛性化和重心位置的改變,會導致裝配后鋼格板 焊件內存在本不應該有的應力。

  一般而言,處理不好 裝配焊接順序,會直接影響焊接的質量。另外,在不銹 鋼鋼格板裝配過程中有可能產生新的殘余應力,如果新 的殘余應力大于臨界變形應力,就會引起焊件變形。 因此應該盡可能減少或者避免產生裝配應力。 總之,焊接變形影響因素并不是孤立存在的,焊接 不規則的形變是多個因素綜合作用的結果。

  這需要從多個角度綜合考慮,在生產和設計過程中找到一個更 合理的措施,以減小焊接變形。

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