【每周议题】【静设备交流版...第1题】 2018年12月8-16日...焊接变形议论-海川币奖励

【每周议题】【静设备交流版...第1题】 2018年12月8-16日...有关焊接变形的议论
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焊接变形的危害主要有：
1 . 影响结构形状尺寸精度和美观
2 . 降低整体结构的组对装配质量
3 . 矫正变形要降低生产率，增加制造成本
4 . 降低结构承载能力
    焊接变形（welding deformation）是焊接过程中被焊件受到不均匀温度场的作用而产生形状尺寸变化称为焊接变形。焊接变形不可避免，但是从设计和工艺两方面措施处理得好，可防止和减少焊接变形，进而避免或减少焊后变形的矫正工作量。焊接变形分为纵向和横向收缩，角变形，弯曲变形，扭曲变形，波浪变形等。即焊接变形对结构安装精度有很大影响，过大的变形将显著降低结构的承载能力。
    焊接是，焊缝附件的高温区金属受周围金属的制约，产生不均匀的压缩塑形变形，焊接后冷却时，这部分压缩的塑形金属同样受周围冷态的金属制约，不能自由收缩，导致了拉应力和变形。

变形的危害：焊后尺寸不合格、影响美观和降低承载能力
应力危害：降低结构承受静载能力、降低结构刚度、降低构件的尺寸稳定性和增加应力腐蚀开裂的倾向。


请结合生产中遇到的案例（事例，图文）来谈论：
1、产生焊接变形的原因
2、当产生变形时如何矫正修复
3、减小或预防焊接变形的措施


案例格式：
分析原因-------------------------------------------------
修复方案--------------------------------------------------
预防措施---------------------------------------------------
附图----------------------------------------------------------
尽量做到整洁明了，赏心悦目。

案例1：2017年做过一个LNG储罐，直径42米，锚带120根，锚带垫板240块、锚带相对比较密集。底圈壁板厚度16mm，锚带垫板18mm，设计的锚带垫板焊脚高度为12mm。焊接完成时，底圈壁板出现多处内凹，最大处80mm。严重影响外观，也带来了潜在安全隐患。最后在外罐内壁焊接型钢支撑，用千斤顶顶回去，效果一般。
原因分析：由于赶工期，焊工多上。焊接应力过大，焊缝收缩，导致壁板变形。
解决方案：焊工上4个，对称布置。采用小电流焊接，打底完换位置焊接且至少间隔一个锚带，如此反复。（2017年另外一台储罐按这种方法焊接，焊后成型非常不错）
案例2：拱梁焊接变形。大型储罐的拱梁型钢基本上是现场利用钢板下料，焊接成型。2014年的一个项目，发生H型钢焊接完毕后，两翼板不在一个竖直面上，也就是腹板与翼板的夹角≠90°。
原因分析：没有采用间断焊，焊接线能量大。且单边焊接完成后，才焊接对称面。
解决方案：打底，盖面均采用对称间断焊，焊接长度500mm左右。

曾经制作过锅炉出渣机的绞龙，焊着焊着变形了。

管板单面堆焊变形探讨：
情况及原因：在很多换热器中由于管壳程介质不一样，存在着管板单侧堆焊的情况，由于管板堆焊是大面积长时间的焊接过程，使得刚性较大的管板也存在变形。
修复方案：暂无，求指点。
根据以往的工程经验在工艺措施阶段考虑到这种情况，采用工装加固或者间断作业等方式减少变形。对于双管板的情况，采用固定两管板同时堆焊的方式抵消形变。

埋弧焊焊接时不注意控制焊接变形

                              

原因及危害:焊接时不注意从焊接顺序、人员布置、坡口形式、焊接规范选用及操作方法等方面控制变形，从而导致埋弧焊接后变形大、矫正困难、增加费用，尤其是厚板及大型工件，矫正难度大，用机械矫正易引起裂纹或层状撕裂，用火焰矫正成本高且操作不好易造成工件过热。对精度要求高的工件，不采取有效控制变形措施，安装尺寸达不到使用要求，甚至造成返工或报废。
防治措施:
采用合理的焊接顺序并选用合适的埋弧焊接规范和操作方法，还要采用反变形和刚性固定措施。

产生焊接变形的原因：
      产生焊接变形的原因主要是温度和残余应力，其最根本的原因是焊件受热不均匀，其次是由于焊缝金属的收缩、金相组织的变化及焊件的刚性不同所致。焊缝在焊接结构中的位置、装配焊接顺序、焊接方法、焊接电流及焊接方向等对焊接应力与变形也有一定的影响。

焊接变形的修复方法（常用的消除残余应力的方法）：
    1.热处理法，分为整体热处理和局部热处理。是利用材料在高温下屈服极限的降低，使内应力高的地方产生塑性流动而使应力降低。
    2.机械拉伸法，是通过不同方式在构件上施加一定的拉伸应力，使焊缝及其附近产生拉伸塑性变形来降低焊接残余应力。
    3.温差拉伸法，是采用局部加热形成的温差拉伸压缩塑性变形区来降低焊接残余应力。
    4.锤击焊缝，是焊后用小锤轻敲焊缝及其临近区域，使金属晶粒间的应力得以释放。
    5.振动法，是利用振动器使结构发生共振所产生的循环应力来降低焊接残余应力。

降低或预防焊接变形的措施：
    1.进行合理的焊接结构设计：
    合理的安排焊缝位置避免过于集中，尽量选择较小的焊缝数量和长度，尽可能减少焊缝截面尺寸。
    2.采取合理的装配工艺措施：
    采用预留收缩余量法、反变形法或刚性固定法，并合理选择装配程序。
    3.采取合理的焊接工艺措施：
    合理选择焊接方法，尽量减小焊接线能量的输入，合理选择焊接顺序及方向。

                               
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相信很多厂家都遇到过薄壁不锈钢容器的封头与筒体的组对焊接变形，而且随着焊接过程的前进，错边量越来越大，一圈的错边量属于最后焊接的地方最大，最后没办法只能用敲击的办法整形，外观不好看，有时候需要加热，影响材料的耐腐蚀性。
其实这种情况需要做好：
1. 组对点焊焊点要尽量长一点；
2. 焊接过程热输入量控制点；
3. 对称焊接。