箱型梁的焊接变形控制

2019-09-12 版权声明 举报文章

摘要:本文阐述了箱型梁在焊接过程中产生变形的原因,并针对原因实施了有效的控制措施,以达到保证箱型梁焊接质量的目的。

关键词:箱型梁 焊接变形 控制措施

箱型梁主要是指其截面形状与普通箱子截面无异,因而称之为箱型梁。箱型梁通常由几个部分组合在一起形成的,如盖板和腹板、隔板、底板这四个方面组合而成。箱型梁具有一定的先进性和优越性,其属于力学性能方面的经济断面组合结构,常会应用在龙门吊机、起重船等较为大型的承重结构。

1、箱型梁焊接变形的原因

1.1焊接在热应力中的变形

大多数工件的焊接指的是工件金属材料受到不均称热力的加热过程,或是受到不均称力度的冷却过程。在焊接过程中,热力主要来源于可移动的高温电弧,而箱型梁在焊接时会产生一定的焊缝,其焊缝的温度以及受到热力影响的金属温度均比较高,金属受热后会出现热膨胀现象,但由于受到常温状态下的金属抑制与阻碍,导致箱型梁发生了压缩性和塑性的变形[1]。

1.2焊接受到外力影响而变形

所谓的外力影响指的是箱型梁在组装或是焊接过程中受到碰撞或是过度承载的影响而产生异常的变形。

2、箱型梁焊接变形的控制方法

2.1箱型梁组对顺序的合理化

依照箱型梁的具体形态和结构特点,对其组装顺序进行合理的安排,主要步骤如下:①应先将下底板完全铺设好后,方可在处于下底板上划处的上腹板和其相连接,做合线的腊线工作。②弹出的隔板和另一块板面相连接做接合线工作。③隔板和下地板相互组合后装好。④腹板和下地板相互组合后装好。⑤仔细检查隔板的组装质量并核对组装顺序。⑥焊接完成后,合理处理隔板和腹板、底板这三者连接的焊缝。⑦盖板实施严密覆盖,组装即成形。如图1所示。

2.2坡口尺寸的选择

按照工艺的需求以及设计要求,在工件等待焊接的部位进行合理的加工,同时组装配置成一个合理的几何形状沟槽,形成坡口。开破口有利于焊接工作的实施,在具有一定厚度的焊件上,可以将焊缝完全性焊透。I形、V形、U形以及X形等坡口是较长应用到的坡口形式,这坡口均带有钝边。在选择焊接坡口时,应依据工艺的实际条件或是设计图样的要求合理选用标准的坡口。对坡口的形式与尺寸进行选择时,应充分考虑到以下几点因素:①箱型梁的焊接方式;②尽可能减少焊缝所需的金属填充物;③避免出现缺陷情况;④避免剩余的焊接变形;⑤对焊接具有一定的防护作用;⑥有利于焊接施工人员操作方便;⑦坡口若属于复合型钢板,应使过度焊缝金属能够有效的降低稀释率。

2.3箱型梁焊接方法的选择

在对箱型梁实施焊接工作时,焊接方法应科学合理的选择相对较小的线能量。对于焊接工艺方面来说,焊接方法应具有较低的热输入,且热能量可以做到有效的集中,金属熔化程度相对减少,有利于改善箱型梁的焊接变形情况。对于多道焊和多层焊的形式来说,焊接缝隙的数量不断增加,其断面尺寸就会随之变大,使得箱型梁发生严重的变形。除此之外,焊接施工方法的不同,在一定程度上焊接完成后的工件会受到变形的影响。若在持续焊接状态下,箱型梁会发生较大的焊接变形,应用断续式的焊接法可以式变形达到最低程度,尤其是在长缝焊接过程中,持续式的焊接方法比断续式的焊接方法明显具有较大的焊接变形。由此可知,箱型梁的焊接变形情况随着焊接分段的增多而变小,而箱型梁具有较长的距离,可合理使用断续式的焊接方法。

3、箱型梁采用CO2焊接方法

3.1CO2焊接方法操作重点

CO2焊接的质量取决于焊接过程是否能够保持稳定,而实施焊接工作的技术人员实际操作能力决定了焊接过程的稳定性。实施焊接工作的技术人员应充分了解和掌握CO2气体保护焊的施工技术与注意事项,并且能够纯熟操作基本的焊接手法,依据不同的状况,应用相关的操作技能,使其最终效果达到既定标准。CO2焊接有以下几个要点:①实施焊接工作的技术人员应正确的选择持枪姿势;②焊枪和焊件保持合适的相对位置;③焊枪向前移动时应保持相同的位移;④摆幅的横向摆动应保持一致。

3.2CO2焊接的基本操作技术

CO2焊接与焊条电弧焊相一致,基本的操作技术有几点,如引弧、收弧、接头和摆动等。CO2焊接技术无焊条电弧焊的送进运动,在实施焊接工作时仅需保持弧长不发生改变即可,同时应依据熔池的实际状况,适当的摆动或者移动焊枪,与焊条电弧焊的操作技术相比较,CO2气体保护焊的操作技术相对比较简单且易掌握。

3.2.1CO2气体保护焊的引弧操作技术

CO2气体保护焊引弧操作技术与焊条电弧焊引弧操作技术互不相同,焊条电弧焊主要运用的是划擦式引弧技术,而 CO2气体保护焊主要是运用碰撞式引弧技术,且引弧过程中无需将焊枪抬起。CO2气体保护焊引弧操作技术有以下几个具体的实施步骤:①在进行引弧工作前,应对焊枪上的控制开关调整至启动模式,随后点动将一段焊丝逐渐送出,而焊丝的伸出长度应小于焊件和喷嘴这两者之间维持的相应距离,对于焊丝超出长度应立即剪去,如图2所示。②按照有关规定,把焊枪置于引弧处(如图3所示)。此步骤应将重点放在焊丝的端部和焊件之间的未接触上,而焊接电流决定了喷嘴高度。③调整焊枪上的开关,使得焊机自动输送气体,接通电源的时间延长,维持焊接的高电压,缓慢将焊丝送出,而焊件受到焊丝的碰撞式短路后,可将电弧自动引燃。若出现短路情况,焊枪呈自动顶起趋势(如图4所示),在引弧过程中,应给焊枪施加压力,预防焊枪抬起过高,电弧过长而导致引弧失败[2]。

3.2.2焊接

电弧经过有效的引燃后,可应用左焊接法,在焊接箱型梁过程中,实施焊接工作的技术人员最主要的工作任务就是将焊枪维持在适合的角度,同时将喷嘴调整至合适的高度,凭借着焊接方向,让焊枪匀速向前移动,若坡口超过既定宽度,为了确保箱型梁的两侧能够很好地熔合,焊枪应适当做横向摆动工作。

3.2.3CO2气体保护焊的收弧操作技术

焊接工作结束前,按照有关规定必须要进行收弧工作,如果收弧工作不恰当处理好,很容易发生弧坑现象,并且会产生多方面的缺陷,如火口裂纹与气孔等。在实施收弧工作时,应做好以下两点措施:①利用CO2气体保护焊对箱型梁做焊接工作时,由于电路受到弧坑的控制,在收弧地区焊枪会停止向前移动,与此同时可将此电路有效连接通电,焊接的电流即会自动减少,而电弧的电压也同样会自行变小,随后查看熔池是否已被填满,发现填满则立即断电。②如果全部焊接机械的电路没有收到弧坑的控制,亦或是因为焊接电流没有达到所需要求,导致弧坑没有办法有效的控制电路,使得焊枪在收弧处地区停止向前移动,并且在熔池未能完全凝固时,不同的重复做断弧工作以及引弧工作,直至看到弧坑已被填满即可停止工作[3]。

4、结束语

在对箱型梁实施焊接工作时,应充分考虑到实施焊接工作中会产生变形的原因,针对这些无法避免的焊接变形,应立即采取相应的处理方法,同时利用有效的措施控制焊接过程中发生的变形状况。综上所述,本文利用CO2气体保护焊的操作技术有效的控制了箱型梁焊接时的变形,并取得了良好的经济效益,同时保证了箱型梁焊接的质量。

参考文献:

[1]曹文熬,赵静一,王彪,禹娜娜.工字梁与箱型梁抗弯强度分析[J].冶金设备,2010,(06):13-16,

[2]刘飞,陈君懿,王宏雁.胶接、胶焊与点焊接头箱型梁耐撞性强度试验分析[J].上海汽车,2011,(06):16-18.

[3]王占伟.箱型梁的裂缝分析与防治[J].交通世界(建养.机械),2010,(05):216-217.

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