浅谈如何控制梁柱型结构的焊接残余应力与变形

浅谈如何控制梁柱型结构的焊接

残余应力与变形

单 位：装备制造事业部制造分厂 姓 名：马 振 峰

浅谈如何控制梁柱型结构的焊接残余应力与变形

浅谈如何控制梁柱型结构的焊接残余应力与变形

摘 要：控制和预防梁柱型结构焊后残余应力和变形。采用设计措施和工艺措施并结合实际情况，确定工艺方法确保各项工艺参数，达到产品设计要求。

关键词：鱼腹式箱型中梁 组装工艺 焊接变形

前言

在焊接生产中，焊接应力与变形的产生是不可避免的，梁柱型结构的焊接残余应力与变形尤为复杂。结构中存在的焊接应力和变形会造成尺寸及形状等技术指标超差，从而降低了焊接结构的装配质量及承载能力，发生焊接变形的构件需要矫正，这就会浪费大量的工时及材料。当焊接结构变形过大而且难以矫正的时，严重的会导致构件报废，造成经济损失。因此，应对焊接残余应力与变形引起足够的重视。为预防和控制梁柱型结构焊接残余应力和变形，避免焊后大量的矫正调修工作，应根据实际情况，从设计和工艺上采取措施来控制。 一、 控制梁柱型结构焊接残余应力的措施 1． 设计措施

1） 尽量减少焊缝的数量和尺寸，采用填充金属少的坡口形式。 2） 尽量避免三轴交叉的焊缝，如图1所示。

3） 在残余应力为拉应力的区域内，尽量避免几何不连续性，以免内应力在该处进一步增高。

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( 图1 ，工字梁肋板接头) 2． 工艺措施

1） 采用合理的焊接顺序和方向

合理的焊接顺序就是能使每条焊缝尽可能的自由收缩，应注意以下几点：

（1） 在具有对接及角焊缝的结构中，如图2所示，应先焊收缩量大的焊缝1，使焊缝能够较自由的收缩，后焊焊缝2。 1．对接焊缝2.角焊缝 ( 图2 ，按收缩量大小确定焊接顺序)

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（2） 工字梁拼接时，先焊在工件中受力较大的焊缝，使内应力合理分布，如图3，在接头两端留出一段翼缘角焊缝不焊，先焊受力最大的翼缘对接焊缝1，然后再焊腹板对接焊缝2，最后焊翼缘顶留的角焊缝3，这样焊后可使翼缘的对接焊缝承受压应力，而腹板对接焊缝承受拉应力，角焊缝最后焊保证腹板有一定的收缩余地，这样焊成的梁疲劳强度高。 （图3，按受力大小确定焊接顺序） （3） 焊接平面上的焊缝时，应使焊缝的收缩比较自由，尤其是横向收缩，更应保证自由，对接焊缝的焊接方向应当指向自由端。 二、 控制梁柱结构焊接残余变形的措施 1．

设计措施

1） 选用合理的焊缝尺寸和形状，在保证构件有足够的承载能力和焊缝质量的前提下，尽量采用按板厚在工艺上可能最小的焊缝尺寸，以减少熔敷金属总量，从而减少焊接变形。

2） 尽可能减少焊缝数量，如图4所示，尽量选用型钢、冲压件代替焊接件，从而减少焊缝数量。

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3） 合理的安排焊缝位置，只要结构上允许，焊缝的位置应尽

(图4，减少焊缝数量，减少焊接变形)

量靠近构件截面的中性轴，并且尽量对称于该中性轴，以减少构件的弯曲变形，如图5所示。 (图5，合理安排焊接位置) 2． 工艺措施 1） 留余量法

此法即在下料时，将零件的长度或宽度尺寸比设计尺寸适当加大，以补偿焊件的收缩，留余量法主要用于防止焊件的收缩变

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