今天重慶液壓油缸維修帶大家了解液壓油缸時(shí)的焊接應(yīng)力和變形控制

1．結(jié)構(gòu)變形形成的原因 

1．1焊縫截面積的影響。焊縫截面積是指熔合線范圍內(nèi)的金屬面積。焊 縫面積越大，冷卻時(shí)收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對(duì)縱向、橫向及 角變形的影響趨勢(shì)是一致的，而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時(shí)， 坡口尺寸越大，收縮變形越大。 
1．2焊接熱輸入的影響。一般情況下，熱輸入大時(shí)，加熱的高溫區(qū)范圍 大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區(qū)增大。 
1．3焊接方法的影響。多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建筑鋼結(jié)構(gòu) 焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件 如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，CO 氣體保 護(hù)焊最小。 
1．4接頭形式的影響。在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條 件相同時(shí)，不同的接頭形式對(duì)縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的 焊縫形式有堆焊、角焊、對(duì)接焊。1)表面堆焊時(shí)，焊縫金屬的橫向變形不但 受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限于工件表面一定深度而使焊縫的收 縮同時(shí)受到板厚、深度、母材方面的約束，因此，變形相對(duì)較小。2)v形角接 接頭和搭接接頭時(shí)，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角 焊縫面積成正比，與板厚成反比。3)對(duì)接接頭在單道(層)焊的情況下，其焊 縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時(shí)坡口角度大，板厚上、下收縮量差 別大，因而角變形較大。雙面焊時(shí)情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減 小，橫向收縮減小，同時(shí)角變形也減小。 

1 5焊接層數(shù)的影響。1)橫向收縮：在對(duì)接接頭多層焊接時(shí)，第一層焊 縫的橫向收縮符合對(duì)接焊的一般條件和變形規(guī)律，第一層以后相當(dāng)于無(wú)間 隙對(duì)接焊，接近于蓋面焊道時(shí)與堆焊的條件和變形規(guī)律相似，因此，收縮變 形相對(duì)較小。2)縱向收縮：多層焊接時(shí)，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單 層焊時(shí)的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產(chǎn)生的收縮變形小得多，而 且前層焊縫焊成后都對(duì)下層焊縫形成約束，因此，多層焊時(shí)的縱向收縮變 形比單層焊時(shí)小得多，而且焊的層數(shù)越多，縱向變形越小。 
2．變形的控制措施 
在工程焊接實(shí)踐中，由于各種條件因素的綜合作用，焊接殘余變形的 規(guī)律比較復(fù)雜，了解各因素單獨(dú)作用的影響便于對(duì)工程具體情況做具體的 綜合分析。 所以，了解焊接變形產(chǎn)生的原因和影響因素，則可以采取以下控制變 形的措施：11減小焊縫截面積，在得到完整、無(wú)超標(biāo)缺陷焊縫的前提下，盡 可能采用較小的坡口尺寸(角度和間隙)。2)對(duì)屈服強(qiáng)度345MPA以下，淬 硬性不強(qiáng)的鋼材采用較小的熱輸入，盡可能不預(yù)熱或適當(dāng)降低預(yù)熱、層問(wèn) 溫度；優(yōu)先采用熱輸入較小的焊接方法，如CO 氣體保護(hù)焊。3)厚板焊接 盡可能采用多層焊代替單層焊。4)在滿足設(shè)計(jì)要求情況下，縱向加強(qiáng)肋和 橫向加強(qiáng)肋的焊接可采用間斷焊接法。5)雙面均可焊接操作時(shí)，要采用雙 面對(duì)稱坡口，并在多層焊時(shí)采用與構(gòu)件中和軸對(duì)稱的焊接順序。6)T形接 頭板厚較大時(shí)采用開(kāi)坡口角對(duì)接焊縫。7)采用焊前反變形方法控制焊后的 角變形。8)采用剛性?shī)A具固定法控制焊后變形。9)采用構(gòu)件預(yù)留長(zhǎng)度法補(bǔ)償 焊縫縱向收縮變形，如H形縱向焊縫每米長(zhǎng)可預(yù)留O．5mm~O．7mm。lo)對(duì) 于長(zhǎng)構(gòu)件的扭曲，主要靠提高板材平整度和構(gòu)件組裝精度，使坡口角度和 間隙準(zhǔn)確，電弧的指向或?qū)χ袦?zhǔn)確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向 變形值與構(gòu)件長(zhǎng)度方向一致。¨)在焊縫眾多的構(gòu)件組焊時(shí)或結(jié)構(gòu)安裝時(shí)， 要采取合理的焊接順序。12)設(shè)計(jì)上要盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，合理布 置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應(yīng)使焊縫位置盡可能靠近構(gòu)件的中 和軸，并使焊縫的布置與構(gòu)件中和軸相對(duì)稱。 

3．焊接應(yīng)力的控制措施 
構(gòu)件焊接時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)內(nèi)應(yīng)力，焊接后產(chǎn)生殘余應(yīng)力，并同時(shí)產(chǎn)生殘余 變形，這是不可避免的現(xiàn)象。焊接變形的矯正費(fèi)時(shí)費(fèi)工，構(gòu)件制造和安裝企 業(yè)首先考慮的是控制變形，往往對(duì)控制殘余應(yīng)力較為忽視，常用一些卡具、 支撐以增加剛性來(lái)控制變形，與此同時(shí)實(shí)際上增大了焊后的殘余應(yīng)力。對(duì) 于一些本身剛性較大的構(gòu)件，如板厚較大，截面本身的慣性矩較大時(shí)，雖然 變形會(huì)較小，但卻同時(shí)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至產(chǎn)生裂紋。因此，對(duì)于一些 構(gòu)件截面厚大，焊接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，拘束度大，鋼材強(qiáng)度級(jí)別高，使用條件惡劣 的重要結(jié)構(gòu)要注意焊接應(yīng)力的控制。 控制應(yīng)力的目標(biāo)是降低其峰值使其均勻分布，其控制措施有以下幾種 ：1)減小焊縫尺寸：焊接內(nèi)應(yīng)力由局部加熱循環(huán)而引起，為此，在滿足設(shè)計(jì) 要求的條件下，不應(yīng)加大焊縫尺寸和層高，要轉(zhuǎn)變焊縫越大越安全的觀念。 

2)減小焊接拘束度：拘束度越大，焊接應(yīng)力越大，首先應(yīng)盡量使焊縫在較小 拘束度下焊接，盡可能不用剛性固定的方法控制變形，以免增大焊接拘束 度。3)采取合理的焊接順序：在焊縫較多的組裝條件下，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和 焊縫的布置，采取先焊收縮量較大的焊縫，后焊收縮量較小的焊縫 先焊拘 束度較大而不能自由收縮的焊縫，后焊拘束度較小而能自由收縮的焊縫的 原則。4)降低焊件剛度，創(chuàng)造自由收縮的條件。5)錘擊法減小焊接殘余應(yīng)力： 在每層焊道焊完后立即用圓頭敲渣小錘或電動(dòng)錘擊工具均勻敲擊焊縫金 屬，使其產(chǎn)生塑性延伸變形，并抵消焊縫冷卻后承受的局部拉應(yīng)力。但根部 焊道、坡口內(nèi)及蓋面層與母材坡口面相鄰的兩側(cè)焊道不宜錘擊，以免出現(xiàn) 熔合線和近縫區(qū)的硬化或裂紋 高強(qiáng)度低合金鋼，如屈服強(qiáng)度級(jí)別大于 345MPa時(shí)，也不宜用錘擊法消除焊接殘余應(yīng)力。6)采用拋丸機(jī)除銹：通過(guò) 鋼丸均勻敲打來(lái)抵消構(gòu)件的焊接應(yīng)力。 綜上所述，在焊接油缸部件過(guò)程中，一定要了解焊接工藝，采用合理的 焊接方法和控制措施，以便減少和消除焊后殘余應(yīng)力和殘余變形。在實(shí)踐 中不斷總結(jié)、積累焊接經(jīng)驗(yàn)，綜合分析考慮的各種因素，可以保證焊接時(shí)中 的焊接質(zhì)量。