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薄板焊接范文第1篇

關(guān)鍵詞：薄板焊接；變形控制

1 引言

船舶為了盡量減輕船體重量，采用了高強(qiáng)度或較高強(qiáng)度的薄鋼板，如上層建筑采用的δ=2.5-4mm較高強(qiáng)度的903鋼板。該鋼板加工、裝配后有較大的內(nèi)應(yīng)力，焊接后會(huì)比普通鋼板產(chǎn)生更大的變形；同時(shí)，上層建筑在設(shè)計(jì)中不參與總強(qiáng)度計(jì)算。這樣對(duì)上層建筑的建造來(lái)說(shuō)，防止薄板焊接變形便成了主要的質(zhì)量問(wèn)題。

薄板焊接變形主要表現(xiàn)為：產(chǎn)生一根根肋骨構(gòu)架印形于表的所謂“瘦馬現(xiàn)象”；在縱向呈較大面積高低不平的“波浪變形”；在板格范圍內(nèi)局部高低不平的“凹凸變形”；由火工和敲打造成的“橘子皮效應(yīng)”。這些不同形式的焊后變形嚴(yán)重地影響了船體的外觀(guān)質(zhì)量。

目前對(duì)薄板焊接防變形技術(shù)的研究，主要側(cè)重于工藝技術(shù)的研究。在進(jìn)行了大量的調(diào)查研究和工藝試驗(yàn)后，在生產(chǎn)中摸索出一套行之有效的控制措施。

2 優(yōu)化板縫布置，精確控制余量

2.1 板縫布置

在施工設(shè)計(jì)圖紙上，板縫的布置是根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和板材的規(guī)格來(lái)決定的。實(shí)際采購(gòu)的板材規(guī)格往往與設(shè)計(jì)的規(guī)格有所不同，需要重新布置板縫；同時(shí)設(shè)計(jì)圖紙中的板縫布置往往對(duì)工藝性考慮不周，容易引起焊接變形。所以開(kāi)工前必須仔細(xì)分析板縫布置情況，將實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化排列，以減少焊接引起的彎曲變形。

優(yōu)化板縫布置的四個(gè)原則為：盡量把焊縫布置成與中心軸相對(duì)稱(chēng)；在滿(mǎn)足規(guī)范的前提下，把板縫設(shè)置在結(jié)構(gòu)件附近，借助結(jié)構(gòu)件的剛性來(lái)減少焊縫變形；在多板組成的壁板和平臺(tái)盡量使用大板，減少焊縫數(shù)量；在焊縫相交中盡量布置成“十”字接頭，避免“T”字接頭的出現(xiàn)[1]。

2.2 余量分布

為了保證薄板結(jié)構(gòu)裝配的尺寸，在傳統(tǒng)的施工工藝中，一般結(jié)構(gòu)都留有一定的余量，留待裝配時(shí)再進(jìn)行切割。這樣的施工方法，雖然能保證分段尺寸的質(zhì)量，但由于在裝配過(guò)程中的二次切割，增加了受熱的變形和內(nèi)應(yīng)力，對(duì)分段變形的控制和后續(xù)工序的施工都帶來(lái)了不利的影響。為此，我們改變傳統(tǒng)做法，采取在分段接頭處單邊留有余量，其它位置一律改為不留下料余量，使大部分板材下料剪切一次成功，在施工中可減少加熱次數(shù)和加熱量，有效地控制了裝配過(guò)程薄板的變形。

3 實(shí)行焊后滾平和無(wú)碼焊接技術(shù)

3.1 板縫焊后滾平

薄板焊接無(wú)論事前采取何種預(yù)防措施都只能減少變形量而不能消除變形，焊接后變形是難免的。按傳統(tǒng)工序拼板焊后安裝構(gòu)架，這樣板部位變形很難處理，靠火工校正，一方面很難收到理想效果，另一方面火工多了又會(huì)出現(xiàn)橘子皮現(xiàn)象。采取構(gòu)架安裝前先消除拼板焊接變形的措施，把切割好的薄板放在固定平臺(tái)上裝焊，焊后用十三星滾平機(jī)滾壓消除焊接變形。由于用機(jī)械的方法消除焊縫的焊接變形，減少了火工工作量，也為構(gòu)架安裝和最終減少總體變形打下了基礎(chǔ)[2]。

3.2 推行無(wú)碼焊接

在以往的造船中，焊了許多拉碼把鋼板固定于胎架上是保證線(xiàn)型和防止變形的主要工藝，這種方法給薄板帶來(lái)的碼腳印和弧坑，需進(jìn)行大量的割、批、補(bǔ)、磨等工作，既增加了變形又損傷了鋼板。為改變這一狀況，采用無(wú)碼焊接技術(shù)，可有效控制薄板焊接變形?，F(xiàn)行施工工藝采用的無(wú)碼焊接工藝是：

（1）使用磁吸碼，用磁力把鋼板固定于胎架上，不至損傷鋼板，也避免了繁雜的修補(bǔ)工作。

（2）以壓代拉，在平臺(tái)或胎架上安裝板材時(shí)采用壓鐵壓緊來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)型吻合和防止變形。

（3） 先裝構(gòu)架后焊板縫，確實(shí)需要在胎架上焊接的板縫，也要改變傳統(tǒng)的先焊板縫后裝構(gòu)架的做法，采用拼板后先進(jìn)行構(gòu)架安裝，裝好構(gòu)架后一起燒焊，利用構(gòu)架來(lái)限制板的焊接變形。

（4）限制使用工藝?yán)瓧l，在上層建筑分段、總段裝配中不輕易采用焊拉條和支撐，盡量利用縱橫壁板自身相互的支持來(lái)實(shí)現(xiàn)定位，必須要焊支撐或拉條時(shí)也只能焊在構(gòu)架上，絕不允許焊在板中。

4 實(shí)施全方位CO2氣體保護(hù)焊

薄板的焊接變形是因?yàn)榘宀氖艿讲痪鶆虻木植考訜岷屠鋮s的影響，內(nèi)部產(chǎn)生了不均衡應(yīng)力所引起的，變形的大小與輸入的熱量有密切的關(guān)系，減少熱量的輸入是控制變形的有效措施。采用下面公式計(jì)算手工焊和CO2保護(hù)焊的能量輸入：

Q=0.2ηUI/V

式中：

Q為焊縫焊接線(xiàn)能量；

η為電弧熱利用系數(shù)：手工焊η=0.65～0.85，CO2氣體保護(hù)焊η=0.75～0.90；

U為電弧電壓：手工焊U=29～31V，CO2氣體保護(hù)焊U=20～22V；

I為焊接電流：手工焊I=130～260A，CO2氣體保護(hù)焊I=150～180A；

V為焊接速度：手工焊V=10～20 cm/min，CO2氣體保護(hù)焊V=20～50 cm/min。

經(jīng)計(jì)算，對(duì)2-4 mm的薄板，采用CO2氣體保護(hù)焊的線(xiàn)能量?jī)H為手工焊的30-40%，可見(jiàn)用CO2氣體保護(hù)焊對(duì)控制焊接變形是十分有效的[3]。

5 嚴(yán)格控制和準(zhǔn)確使用火工技術(shù)

火工校正是薄板防變形技術(shù)的最后一道措施。但火工校正是一理論性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜的工作，用得不好反而給薄板帶來(lái)新變形和新問(wèn)題。我們經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)研究和建造實(shí)踐，摸索出一套對(duì)903薄板變形矯正行之有效的辦法。明確了不同的變形要選擇不同的加熱方法（主要用條形法、圓圈法、鏈狀法和“十字法”）來(lái)解決，不同結(jié)構(gòu)和不同部位要采用不同的方式處理，同時(shí)其操作方法和選擇工作參數(shù)也不同，對(duì)不同板厚的903板選擇的工作參數(shù)如表1所列。

采用火工校正方法的原則如下[4]：

（1）下料和構(gòu)件組裝所產(chǎn)生的變形必須校正后再上分段安裝；

（2）在分段建造完成后只對(duì)骨材吊裝接口邊緣的變形進(jìn)行火工校正，減少火工加熱次數(shù)；

（3）在校正施工中要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的工作程序和選定的火工參數(shù)，特別是要嚴(yán)格控制加熱溫度不得隨意更改；

（4）絕對(duì)禁止用鐵錘敲擊，必須錘擊時(shí)只能用木錘和塑料錘；

（5）903鋼板溫度在200-350℃區(qū)間為藍(lán)脆區(qū)，在該溫度內(nèi)禁止任何形式的錘擊，以免產(chǎn)生微裂紋；

（6）對(duì)板的局部凹凸變形采用小火圈加熱形式，火圈直徑為20毫米，從外到內(nèi)，火圈疏密視情況而定；

（7） 板的縱向波浪在加強(qiáng)材兩側(cè)邊緣條形加熱火路距離構(gòu)架5毫米，采用隔檔加熱的辦法控制總體變形；

（8）構(gòu)架變形可采用加外力和燒火結(jié)合的辦法，用外力幫助校正變形； 板縫角變形用條形加熱法； 同一部位加熱次數(shù)不得超過(guò)3次。

上面提及的四個(gè)方面是解決903薄板焊接防變形的主要措施。實(shí)際生產(chǎn)中還應(yīng)采取其（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）（上接第頁(yè)）它措施：如采用先滾平再剪切下料；對(duì)扭曲變形的板，先火工校正再滾平下料，下料后再次滾平，最后送去裝配?？紤]到薄板從下料到裝配、焊接成型需要多次吊運(yùn)，以往吊運(yùn)引起變形也相當(dāng)嚴(yán)重，所以必須改進(jìn)吊運(yùn)方法和條件，在薄板加工全過(guò)程吊運(yùn)采用磁吸吊機(jī)，對(duì)加工后尺寸大小不一或有形的工件采用專(zhuān)制鋼板吊架床轉(zhuǎn)運(yùn)。采取這些措施，可有效控制吊運(yùn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生變形。在上層建筑分段制作中還采用預(yù)舾裝工藝等，這些都是有效控制薄板焊接變形的措施。

6 結(jié)束語(yǔ)

采用上述綜合措施后，最終質(zhì)量明顯提高：上層建筑、壁板平臺(tái)板光順平直，沒(méi)有瘦馬現(xiàn)象，沒(méi)有橘子皮出現(xiàn)，沒(méi)有明顯的波浪變形，沒(méi)有碼腳印痕和電弧坑。經(jīng)過(guò)實(shí)船測(cè)量，兩肋間的局部變形幾乎為零，不管焊縫部位還是非焊縫部位，只有個(gè)別位置有局部變形，其最大值都沒(méi)有超過(guò)規(guī)范的要求。 在火工后對(duì)整幅壁板的變形測(cè)試，所有內(nèi)外縱橫壁板從頭到尾整幅直線(xiàn)度最大偏差也只有5 mm左右。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳可越， 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)， 中國(guó)交通科技出版社， 2007.8

[2] 谷莉.減少薄板變形的幾點(diǎn)措施， 甘肅科技[J]， 2003.12

[3] 霍曉敏， 唐清山―二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在薄板焊接中的應(yīng)用，四川建

筑科學(xué)研究， 2009.12第6期

薄板焊接范文第2篇

【關(guān)鍵詞】不銹鋼；減少變形量；薄板焊接

通常我們?cè)诩庸げ讳P鋼薄板容器時(shí)，因其材料薄，焊接時(shí)由于受熱不均，導(dǎo)致其在焊后嚴(yán)重變形，以致其加工的零件無(wú)法使用，現(xiàn)在我們就來(lái)研究怎樣才能使不銹鋼的焊接變形量減少。

由于不銹鋼薄板手工氬弧焊接時(shí)，其母材熔化，溫度提升快，多余的熱量無(wú)法快速擴(kuò)散，都將聚集在焊縫周?chē)构ぜY(jié)構(gòu)形成無(wú)規(guī)則的變形，內(nèi)應(yīng)力無(wú)法釋放，將聚集在工件中。由于不銹鋼的強(qiáng)度、硬度、韌性等力學(xué)性能都優(yōu)于其它普通鋼，再給后道工序校形也帶來(lái)麻煩，則要求焊接時(shí)，必須有效、嚴(yán)格的掌控焊接熱量。在焊接時(shí)既要保證滿(mǎn)足圖紙要求，又要達(dá)到焊透保證強(qiáng)度，且要密封，還不能使母材氧化變黑，避免影響在以后的使用壽命的目的。

具體實(shí)施過(guò)程采用了以下幾點(diǎn)方法：

（1）通常對(duì)薄板焊接一般采用較小的噴嘴，此次焊接我們盡量采用大的噴嘴直徑，這樣使焊接時(shí)的焊縫保護(hù)面大一些，能有效且較長(zhǎng)時(shí)間隔絕空氣，使焊縫形成較好的抗氧化能力強(qiáng)。

（2）用?1.5鈰鎢極棒，磨削的尖度要更尖，且使鎢極棒伸出噴嘴的長(zhǎng)度應(yīng)盡量長(zhǎng)些，這樣會(huì)使母材更快的熔化，也就是說(shuō)熔化溫度上升更快，溫度會(huì)更集中，能使我們對(duì)需要熔化的位置盡可能快的熔化，且不會(huì)讓更多的母才溫度上升，這樣使材料的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化的區(qū)域變小，最終也使材料的變形也會(huì)減少。

（3）選擇合理的焊接順序，對(duì)于控制焊接殘余變形尤為重要，我們根據(jù)此容器的結(jié)構(gòu)，先將管接頭等零配件先焊裝好，這樣使整個(gè)容器的綜合內(nèi)應(yīng)力分散，不至于過(guò)于集中。

（4）對(duì)于對(duì)稱(chēng)焊縫的結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量采用對(duì)稱(chēng)焊接；不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，則采用先焊焊縫少的一則，后焊焊縫多的一側(cè)。使后焊的變形足以擬消前一側(cè)的變形，以使總體變形減小。

（5）選擇合理的焊接方法，因?yàn)榇巳萜鳛橹蓖ê缚p，這種焊縫焊接應(yīng)力最大，變形也就最大。因此，我們采用從中間向兩端施焊通過(guò)上述方法，得到良好效果，不但工件變形小外形尺寸符合圖紙要求，而且耐壓強(qiáng)度達(dá)到要求。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

薄板焊接范文第3篇

【關(guān)鍵詞】薄板鋼結(jié)構(gòu)焊接變形解決方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

重慶地處長(zhǎng)江上游，重慶地區(qū)的造船廠(chǎng)經(jīng)常建造一些適用于上游航道的客船和貨船。貨船因主船體材料較厚，在建造中形成的焊接變形尚不十分明顯。但在中小型客船建造中，由于上層建筑一般采用薄鋼板的結(jié)構(gòu)形式，其圍壁板和甲板均為薄板鋼，與筋骨一起構(gòu)成封閉的薄板焊接鋼結(jié)構(gòu)。

薄板焊接變形具有復(fù)雜性、多元性，從而嚴(yán)重影響了焊接質(zhì)量，是造船行業(yè)中影響船舶上層建筑建造質(zhì)量與外觀(guān)質(zhì)量的一個(gè)技術(shù)難題。

1. 產(chǎn)生變形的原因

1.1變形原理

按照板殼理論的觀(guān)點(diǎn)，薄板焊接發(fā)生的壓曲變形實(shí)質(zhì)就是薄板的屈曲問(wèn)題。焊接薄板構(gòu)件時(shí)，在遠(yuǎn)離焊縫的區(qū)域中產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，該殘余壓應(yīng)力的平均值大于薄板構(gòu)件產(chǎn)生變形的臨界壓應(yīng)力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓曲變形(也稱(chēng)撓曲變形)。薄板結(jié)構(gòu)主要承受兩種載荷，一種是作用在中面內(nèi)的拉、壓或剪力，總稱(chēng)為中面力；另一種是垂直于中面的力，稱(chēng)為橫向力。對(duì)于中面力，可以認(rèn)為它們沿板厚均勻分布，由此產(chǎn)生的應(yīng)力和形變可按彈性力學(xué)中的平面問(wèn)題計(jì)算；而橫向力使薄板發(fā)生彎曲，由此產(chǎn)生的應(yīng)力和形變可按薄板彎曲問(wèn)題來(lái)處理。

薄板焊接以后產(chǎn)生的變形主要是波浪變形，其主要原因是由于鋼板較薄，其剛性較差，焊接以后隨著焊縫的冷卻，焊縫及其鄰近焊縫區(qū)的金屬收縮，產(chǎn)生橫向和縱向收縮應(yīng)力。由于薄板本身沒(méi)有足夠的剛度來(lái)抵抗這些應(yīng)力，橫向收縮應(yīng)力使其產(chǎn)生橫向收縮，縱向收縮應(yīng)力產(chǎn)生沿焊縫軸線(xiàn)方向的局部縱向收縮。同時(shí)，由于手工電弧焊時(shí)各種焊接因素不盡相同，薄板焊接時(shí)受熱是不均勻的，變形也不均勻。焊縫橫向收縮和縱向收縮變形引起鋼板局部喪失穩(wěn)定性，產(chǎn)生波浪變形。另外，薄板結(jié)構(gòu)中如果角焊縫較多、焊接時(shí)焊接規(guī)范選用較大、隨意加大焊縫尺寸、焊接順序不合理等，也易引起變形。

薄板焊接變形的質(zhì)量控制包括從鋼板切割開(kāi)始到裝夾、點(diǎn)固焊、施焊工藝、焊后處理等，其中還要考慮所采用的焊接方法、有效地變形控制措施。

1.2切割方法和切割質(zhì)量對(duì)變形的影響

在鋼板切割中，如果采用激光切割，則由于熱源集中，切割速度快，所以比等離子切割的熱作用具有更小的影響，在隨后的殘余應(yīng)力積累過(guò)程中所占的比例也小。如果用普通火焰切割，在切割加工結(jié)束后就能觀(guān)察到切割件邊緣明顯的變形，這種變形即使通過(guò)機(jī)械手段矯正，但并不能完全消除構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力，同樣或在后續(xù)裝配焊接工序中疊加焊接應(yīng)力焊接變形。

1.3 焊接方法對(duì)焊接變形的影響

合適的焊接方法需要考慮生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量，所以焊接方法、焊接工藝和焊接程序顯著影響焊接變形的水平。因此所采用的焊接方法必須具有高的熔敷效率和盡量少的焊道。另外，還必須具有小的熱輸入。通常用于船體上層建筑焊接的方法有手弧焊、惰性氣體保護(hù)焊等。

1.4 點(diǎn)固焊工藝對(duì)焊接變形的影響

點(diǎn)固焊不僅能保證焊接間隙而且具有一定的抗變形能力。但是要考慮點(diǎn)固焊焊點(diǎn)的數(shù)量、尺寸以及焊點(diǎn)之間的距離。對(duì)于薄板的變形來(lái)說(shuō)，點(diǎn)固焊工藝不適有可能在焊接之前就產(chǎn)生相當(dāng)?shù)臍堄嗪附討?yīng)力，對(duì)隨后的焊接殘余應(yīng)力積累帶來(lái)影響。點(diǎn)焊尺寸過(guò)小可能導(dǎo)致焊接過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)裂使焊接間隙得不到保證，如果過(guò)大可能導(dǎo)致焊道背面未熔透而影響接頭的完整性。點(diǎn)固焊的順序、焊點(diǎn)距離的合理選擇也相當(dāng)重要。

1.5裝配應(yīng)力及焊接程序

應(yīng)盡量減少焊接裝配過(guò)程中引起的應(yīng)力，如果該應(yīng)力超過(guò)產(chǎn)生變形的臨界應(yīng)力就可能產(chǎn)生變形。不同的焊接程序?qū)附託堄鄳?yīng)力的影響不同。

1.6 焊縫尺寸對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響

由于下料精度和裝配精度的原因，使得薄板結(jié)構(gòu)焊縫尺寸精度下降。等于間接加大了焊接熱輸入量，必然帶來(lái)更大的焊接變形。

2.7 板厚的對(duì)焊接變形的影響

隨著板厚的減少抵抗彎曲變形的性能降低，這也是薄板焊接變形控制困難的主要原因。

3.變形控制工藝措施

3.1 焊前控制措施

(1) 剛性固定法。

采用強(qiáng)制裝夾手段，增加其剛性，達(dá)到減小焊接變形的目的，保證裝配的幾何尺寸。對(duì)預(yù)防變形的產(chǎn)生可以收到明顯的效果。在拼接時(shí)將鋼板用定位焊固定在施工面上，加強(qiáng)構(gòu)件的約束，減小鋼板的焊后變形。常用的方法有：壓鐵法---將拼接的鋼板用一定數(shù)量的壓鐵壓在施工面上；加端板法---在拼接縫的兩端焊接兩塊端板，防止焊接變形；壓馬法---在焊接過(guò)程中，沿拼接焊縫焊接若干工藝加強(qiáng)板以防止產(chǎn)生變形。

(2) 焊接時(shí)待焊件間隙應(yīng)在保證焊透的情況下越小越好，切割熔渣與剪切毛刺應(yīng)清除干凈，以減小焊接變形。

(3) 焊接之前應(yīng)采用較小直徑的焊條進(jìn)行點(diǎn)焊(定位焊)，增加焊件剛性，對(duì)減小焊接變形有利。

3.2焊接過(guò)程中常見(jiàn)控制措施

焊接過(guò)程中，首先是減小加熱階段產(chǎn)生的縱向塑性壓應(yīng)變，這包括預(yù)拉伸法(機(jī)械拉伸、預(yù)置溫差拉伸)、等效降低熱輸入法和降低溫度梯度的均勻預(yù)熱法。其次是增大冷卻階段的縱向塑性拉應(yīng)變，這包括夾具的拘束、動(dòng)態(tài)溫差拉伸(隨焊激冷)和靜態(tài)溫差拉伸。其防止焊接應(yīng)力與變形的要點(diǎn)是：焊接后自由收縮、減少焊接區(qū)與整體結(jié)構(gòu)之間的溫差、使焊接應(yīng)力盡量減少并均勻布置。

（1）選用合適的焊接工藝參數(shù)

薄板焊接時(shí)，在確保焊縫質(zhì)量的前提下，應(yīng)根據(jù)條件允許，選用小直徑焊條、小電流進(jìn)行施焊。使用直流焊機(jī)焊接時(shí)，應(yīng)采用直流反接法，以減少熔深及熱量輸入，減小焊接變形的發(fā)生。

（2）采用較為先進(jìn)的焊接方法

目前，在大中型船廠(chǎng)廣泛使用的細(xì)絲CO2半自動(dòng)焊接法，焊接電流小、焊絲直徑小、電弧電壓低、焊接熔池體積小、凝固快、焊接能量輸入較小，用于薄板結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，可以大大減小焊接變形。

（3）合理編排焊接順序

在薄板焊接中，采取合理的焊接順序能夠有效避免產(chǎn)生嚴(yán)重變形，主要有：

 先焊短焊縫，后焊長(zhǎng)焊縫，由內(nèi)向外依次進(jìn)行。焊完所有短短縫，構(gòu)件能得到自由收縮、基本無(wú)應(yīng)力的若干長(zhǎng)條。然后再將長(zhǎng)條由內(nèi)向外連接起來(lái)，也屬于在自由收縮狀態(tài)下成型，這樣焊接應(yīng)力很小，變形也很小。

 采取分段退焊。主要是縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差，從然減少變形；同時(shí)由于頭尾相接的焊接順序，前一段焊縫剛冷卻下來(lái)，后一段焊縫的熱量就會(huì)給前一段一部分，使其得到一次退火的機(jī)會(huì)，同時(shí)減小了前后的溫差，因而消除應(yīng)力、減少變形。

 由數(shù)名焊工均布對(duì)稱(chēng)施焊，并可同時(shí)進(jìn)行。由于不對(duì)稱(chēng)受熱而引起變形，不對(duì)稱(chēng)受熱而引起變形。在薄板的焊接中也要由多名焊工均布對(duì)稱(chēng)施焊，這樣可以防止由于不對(duì)稱(chēng)受熱引起偏心力而引起變形，若對(duì)稱(chēng)受熱，即使有應(yīng)力存在，也不會(huì)引起變形，且越往外越明顯，這是因?yàn)閮蓚?cè)的應(yīng)力相等而又有足夠的寬度，不會(huì)使中心板產(chǎn)生彎曲。

3. 2焊后控制措施

要完全控制焊接變形的產(chǎn)生十分困難，很多時(shí)候需要在變形產(chǎn)生后采取手段進(jìn)行矯正。常用方法有：

（1） 手工錘擊矯正薄板波浪變形。錘擊部位不能是突起的地方，以免變形朝反方向突出，接著又要錘擊反面，反而要增加變形。正確的方法是錘擊突起部分四周的金屬，使之產(chǎn)生塑性伸長(zhǎng)，并沿半徑方向由里向外錘擊，或者沿著突起部分四周逐漸向里錘擊。

手工錘擊矯形勞動(dòng)強(qiáng)度大，技術(shù)難度高，但無(wú)須設(shè)備，適用于薄板的焊后就地矯形。

（2） 利用火焰對(duì)焊件進(jìn)行局部加熱以達(dá)到矯正變形的目的。其原理是在加熱點(diǎn)周?chē)a(chǎn)生與焊接變形方向相反的塑性變形，來(lái)部分抵消先前產(chǎn)生的焊接變形，從而達(dá)到矯正的目的。是最常用的薄板焊接變形矯正方法之一?；鹧婕訜岢C正法矯正焊件殘余變形時(shí)要注意以下事項(xiàng)：

 加熱用火焰通常采用氧乙炔焰，火焰性質(zhì)為中性焰，如果要求加熱深度小時(shí)，可采用氧化焰。

 加熱溫度為600～800℃，此時(shí)焊件呈櫻紅色。

 加熱部位應(yīng)該是焊件變形的突出處，不能是凹處，否則變形將越矯越嚴(yán)重。

 為了提高矯正效果，可以在火焰加熱的同時(shí)用水急冷，這種方法又稱(chēng)為水火矯正法。

 夏天室外矯正，應(yīng)考慮到日照的影響。中午和清晨原加熱效果往往不一樣。

薄板焊接范文第4篇

Abstract： The tunnel flashing uses traditional hot melt welding， its construction efficiency is low and the welding quality and appearance are poor. Combined with the application of the welding technology of a new type of ultrasonic flashing in Banlun tunnel of the Napo Expressway from Guning， Yunnan to Napo， Guangxi， this paper analyzes the results from principle， process， organization， quality and other aspects. The indicators and performance advantages are obvious， which provides the reference for the application of ultrasonic flashing welding in the engineering.

關(guān)鍵詞： 隧道；防水板；超聲波；焊接

Key words： tunnel；flashing；ultrasonic；welding

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）02-0131-02

1 項(xiàng)目概況

云南富寧至廣西那坡高速公路主線(xiàn)全長(zhǎng)22.233km，起點(diǎn)位于云南羅富高速公路，連接廣西靖那高速公路，板侖隧道樁號(hào)為K3+885，位于廣西與云南交界的富寧板侖鄉(xiāng)境內(nèi)，隧道左線(xiàn)里程為ZK2+886～ZK4+851，長(zhǎng)度1965m，右線(xiàn)里程為YK2+885～YK4+885，長(zhǎng)度2000m，左線(xiàn)進(jìn)出口明洞長(zhǎng)度分別為26m、22m，右線(xiàn)進(jìn)出口明洞長(zhǎng)度分別為4m、12m；隧道左線(xiàn)最大埋深358m，右線(xiàn)最大埋深355m。本隧道為全線(xiàn)最長(zhǎng)隧道，為分離式隧道，是富寧至那坡高速公路控制性工程，隧道進(jìn)口處間距20.7m，出口處間距19.5m，洞口段為小間距施工。本文結(jié)合板侖隧道采用新型超聲波防水板焊接技術(shù)的實(shí)例應(yīng)用，對(duì)焊接技術(shù)和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析探討。

2 工藝概況及原理

以往多數(shù)隧道防水板鋪設(shè)后一直采取手工方式固定到隧道內(nèi)壁上，固定方式以射釘錨固墊片為主，墊片與防水板以熱熔形式處理，往往容易燒焦、燒穿，與初支表面的密貼效果不穩(wěn)定，質(zhì)量控制難，整體平順性不好。板侖隧道結(jié)構(gòu)防水由噴射混凝土、柔性卷材防水層和二次襯砌結(jié)構(gòu)自防水等組成，其中柔性防水卷材為土工布和1.5mm厚PVC防水板組成，施工過(guò)程中采用新型超聲波對(duì)防水板焊接，超聲波焊接機(jī)由發(fā)生器產(chǎn)生20kHz～35kHz的高壓、高頻信號(hào)，通過(guò)換能系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)，借助焊接槍頭加于兩個(gè)靠近的塑料工件上，通過(guò)工件表面及內(nèi)在分子間的摩擦提高接觸面局部溫度，當(dāng)溫度升高至工件熔點(diǎn)時(shí)，工件接口迅速熔化將接口間的空隙填實(shí)，隨接觸時(shí)間延長(zhǎng)，接觸面熔化深度加大，當(dāng)接觸震動(dòng)停止后，工件冷卻定形，至此超聲波焊接完美收官。

3 工藝特點(diǎn)

①超聲波焊接開(kāi)機(jī)即可焊接，正常情況下焊接槍頭不會(huì)燙傷操作人員，安全性好。②超聲波焊接不需加溶劑、粘接劑或其他輔助品，使用成本低。超聲波焊接一次性投入較大，但設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，分?jǐn)偝杀緝H為電熱壓力焊焊槍成本的7.5%，經(jīng)濟(jì)效益明顯。③超聲波焊接節(jié)約了電熱壓力焊的預(yù)熱等待時(shí)間，一個(gè)接觸點(diǎn)僅需3s，生產(chǎn)率高，也不會(huì)因出現(xiàn)焊點(diǎn)破洞修補(bǔ)而浪費(fèi)時(shí)間。④焊點(diǎn)外觀(guān)質(zhì)量和熔接程度好，焊點(diǎn)不破損，防水板鋪設(shè)質(zhì)量好。

4 適用范圍

本方法適用于隧道施工的防水板與墊片間的焊接施工。

5 主要引用標(biāo)準(zhǔn)

《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）；

《高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指南》 第五冊(cè) 隧道工程；

《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F60-2009）。

6 施工方法

隧道內(nèi)壁一定范圍內(nèi)鋪設(shè)好土工布，土工布與隧道洞壁間的錨固點(diǎn)全部安放有熱熔墊片；作業(yè)臺(tái)架就位，在機(jī)械手卷筒支架上安裝好防水板卷筒；調(diào)試好超聲波焊接機(jī)；在隧道一側(cè)的拱腳處開(kāi)始釋放防水板，使防水板縱向（新鋪與已鋪）搭接寬度和橫向起點(diǎn)位置正確，人工將防水板按壓至基層土工布?jí)|片上并保持密貼，用超聲波焊槍對(duì)正墊片，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)持續(xù)2～3s；每個(gè)墊片上點(diǎn)焊3-4個(gè)焊點(diǎn)；待水平方向熱熔墊片全部點(diǎn)焊完成后，再次啟動(dòng)機(jī)械手向上移動(dòng)，使防水板與下一排熱熔墊片熔接固定。如此，即可完成整個(gè)拱圈防水板的鋪設(shè)。

7 工藝流程及操作要點(diǎn)

7.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備基面檢查土工布鋪設(shè)防水板鋪設(shè)及超聲波焊接固定效果檢查

7.2 操作要點(diǎn)

7.2.1 施工準(zhǔn)備

工前調(diào)配好人員、機(jī)具等各方面資源，做好工前準(zhǔn)備工作。首先材料要準(zhǔn)備到位，其中，熱熔墊片（圖1）選擇紅色新型改進(jìn)型墊片，確定固定點(diǎn)的位置再開(kāi)始施焊。另外，在受力條件允許的情況下需要盡量縮小墊片面積，以節(jié)省EVA原材料，降低材料成本。

7.2.2 基面檢查

鋪設(shè)防水層前先掃描隧道斷面，按質(zhì)量要求處理好初期支護(hù)噴射混凝土表面，將錨桿頭或鋼筋露頭切除后用細(xì)石混凝土抹平覆蓋，凹坑深寬比不宜超出1/10，超出這一控制標(biāo)準(zhǔn)會(huì)影響混凝土噴射基面的平整度，所以檢查時(shí)必須用細(xì)石混凝土將其填平，再用平整度尺和塞尺檢驗(yàn)填坑后表面的平整度，確認(rèn)符合噴射要求后再鋪土工布，安裝環(huán)向透水盲管，然后施作防水板。

7.2.3 土工布鋪設(shè)

利用作業(yè)臺(tái)架將土工布沿隧道內(nèi)壁展開(kāi)，用尾部套有熱熔墊片（如圖1）的射釘將土工布平順地固定到隧道洞壁上，構(gòu)成防水板鋪設(shè)基層。鋪設(shè)時(shí)，要保證土工布兩幅搭接寬度至少為50mm，并且布面平順，沒(méi)有褶皺或隆起（如圖2）。墊片作為防水板固定點(diǎn)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求布置成梅花形，拱部墊片間距控制在0.5～0.8m之間，邊墻的墊片間距為0.8～1.0m。盡量在平整的基面上設(shè)置防水板和熱熔墊片的固定點(diǎn)，以方便焊接。

7.2.4 防水板鋪設(shè)、超聲波焊接

7.2.4.1 超聲波焊接機(jī)調(diào)試

①接通電源：電源為220V、50Hz單項(xiàng)電源。通電后查看指示燈是否亮起，若不亮，需要對(duì)保險(xiǎn)管進(jìn)行檢查。

②儀器調(diào)試：通電后點(diǎn)按面板上的紅色“測(cè)試”按鈕，查看表盤(pán)電流表，電流正常值應(yīng)該在“0.5～1”安倍之間，若不在這一區(qū)間內(nèi)，需要對(duì)頻率螺桿進(jìn)行進(jìn)行左右微調(diào)，調(diào)試過(guò)程中點(diǎn)按紅色“測(cè)試”按鈕，直至電流恢復(fù)正常，如果依然無(wú)法恢復(fù)正常，就應(yīng)該查看模具是否完好，因?yàn)槟＞叽嬖诹芽p或破損，也會(huì)對(duì)電流造成不良干擾。

7.2.4.2 防水板鋪設(shè)及固定點(diǎn)焊接

①防水板對(duì)位。防水板鋪設(shè)從一側(cè)邊墻下部向拱部、再?gòu)墓安肯蛄硪粋?cè)邊墻鋪設(shè)。打開(kāi)防水板包裝，將板材拉出一兩米進(jìn)行對(duì)位。要確保第二幅板材與上一幅防水板搭接處寬度至少為15cm，平順，且松緊度留有一定余量（設(shè)計(jì)周長(zhǎng)和鋪設(shè)長(zhǎng)度按4：5比例進(jìn)行預(yù)留）。

②超聲波焊接機(jī)壓焊。墻部壓焊：一手持超聲波焊接機(jī)，一手頂壓防水板，超聲波焊接機(jī)與防水板面垂直壓緊開(kāi)始點(diǎn)焊。防水板被熔化后，在端頭壓入防水板大概0.5mm處停止點(diǎn)焊，單點(diǎn)焊接持續(xù)時(shí)間約為3s（如圖3、圖4）。施焊時(shí)應(yīng)確保防水板和墊片緊壓密貼，否則會(huì)影響點(diǎn)焊效果。

拱部壓焊：對(duì)拱部施焊時(shí)，先用臨時(shí)鋼筋支撐將防水板撐至噴射混凝土面，再以壓焊的方式進(jìn)行焊接。

焊點(diǎn)數(shù)量：邊墻部位每個(gè)墊片焊3個(gè)點(diǎn)；拱部每個(gè)墊片焊4個(gè)點(diǎn)，且宜均勻布置于墊片上，以確保焊接牢固。

焊接順序控制：在確保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，從一側(cè)邊墻向拱部、再?gòu)墓安肯蛄硪粋?cè)邊墻鋪設(shè)、逐排與固定點(diǎn)焊接。單幅超聲波焊點(diǎn)完成后，采用爬焊機(jī)連接兩幅防水板。

7.2.4.3 防水板搭接焊接

防水板鋪設(shè)到位后及時(shí)進(jìn)行搭接焊接。搭接焊接采用自動(dòng)爬行熱熔器具，要求焊縫均勻，無(wú)燒蝕、不破損。

8 勞動(dòng)力組織和主要機(jī)械設(shè)備

勞動(dòng)力組織和機(jī)械見(jiàn)表1，表2。

9 質(zhì)量控制

9.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

焊點(diǎn)不牢固、焊點(diǎn)焊接過(guò)量、焊點(diǎn)結(jié)合面不均勻。

9.2 控制措施

①焊接時(shí)，防水板與墊片之間必須密貼，增加焊接時(shí)間，增加焊接壓力。

②減少焊接時(shí)間、減輕焊接壓力。

③檢查防水板與墊片之間是否密貼。焊接時(shí)，槍頭模具應(yīng)與防水板墊片面垂直。

10 工程效果評(píng)價(jià)

防水板超聲波焊接技術(shù)的應(yīng)用，使以往防水板焊焦、焊穿的質(zhì)量通病得到了根本改善?，F(xiàn)場(chǎng)土工布、防水板鋪設(shè)美觀(guān)、平順，可操作性和觀(guān)感質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性都得到大幅度提高，防水板和土工布的連接質(zhì)量達(dá)到質(zhì)的飛躍，板侖隧道通過(guò)采用新型超聲波防水板焊接技術(shù)，隧道防水板焊接效果顯著，質(zhì)量及外觀(guān)控制得到較好效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接分會(huì).焊接手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993：502-515.

薄板焊接范文第5篇

關(guān)鍵詞：薄板焊接；變形控制；焊接工裝

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

在學(xué)術(shù)研究上，焊接過(guò)程屬于不均勻快速加熱和冷卻過(guò)程，極易引發(fā)焊接區(qū)材料發(fā)生不均勻的應(yīng)力應(yīng)變，導(dǎo)致焊后形成殘余應(yīng)力和殘余變形。周廣濤等針對(duì)高強(qiáng)鋁合金薄板結(jié)構(gòu)焊接時(shí)存在的焊后殘余應(yīng)力大的缺點(diǎn)，采用施加不大于材料屈服強(qiáng)度σs的縱向預(yù)置拉應(yīng)力的方法降低其殘余應(yīng)力，結(jié)果表明該方法可以改善殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)，顯著降低焊后殘余應(yīng)力的峰值。

在工程實(shí)際應(yīng)用中，選用工裝夾具對(duì)焊接件進(jìn)行剛性固定是防止和減少焊接殘余應(yīng)力與變形的常用措施之一，焊接工裝夾具亦是焊接工藝裝備中具有典型意義的設(shè)備，焊接工裝夾具的方案設(shè)計(jì)更是焊接生產(chǎn)機(jī)械化合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

可見(jiàn)，通過(guò)工裝夾具實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接變形的有效控制不論在學(xué)術(shù)界還是工程實(shí)際應(yīng)用中均得到了廣泛的認(rèn)可。對(duì)于薄板結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，薄板結(jié)構(gòu)焊接時(shí)往往會(huì)因?yàn)榍a(chǎn)生波浪變形，從而嚴(yán)重影響焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。因此，在生產(chǎn)中控制薄、超薄制品的焊接變形具有十分重要意義。

2 焊接工裝設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)背景

國(guó)內(nèi)某核電設(shè)備上一組件中的構(gòu)件，外形類(lèi)似槽鋼的兩薄壁“槽鋼型材”，焊接成薄壁箱型梁。

2.2主要參數(shù)：

（1）材質(zhì)：304不銹鋼；

（2）板厚：T≤2mm薄板；

（3）兩條長(zhǎng)度：H>5000mm，位置分布對(duì)稱(chēng)的焊縫1和焊縫2；

（4）截面尺寸：

L1×L2，L1

2.3工藝難點(diǎn)：

（1）板厚較薄且焊縫偏長(zhǎng)，焊縫位置居于面中心，焊后形變較難控制。

（2）輪廓尺寸要求嚴(yán)格，焊后很難進(jìn)行通長(zhǎng)校形且校形成本較高。

2.4 工裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

通過(guò)對(duì)比橫焊和平焊的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種適用于薄壁、長(zhǎng)焊縫箱型梁結(jié)構(gòu)的焊接工裝，且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，調(diào)整焊接位置，三維效果見(jiàn)圖1所示。

外部夾持結(jié)構(gòu)主要組成部分包括3上、下琴鍵，5壓緊手鉗。琴鍵位置設(shè)計(jì)為上下可調(diào)，可適用于不同截面尺寸箱型梁的焊接。

工裝使用過(guò)程：調(diào)整上下琴鍵位置和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滾輪位置，將工件兩部分從側(cè)面送入外部夾持結(jié)構(gòu)內(nèi)部，調(diào)整工件位置使焊縫處于可焊狀態(tài)，夾緊手鉗將工件固定。將氣囊呈泄氣狀態(tài)下的內(nèi)部脹緊機(jī)構(gòu)從外部夾持結(jié)構(gòu)的前方推入。氣囊充氣后支撐板頂起，與琴鍵配合夾緊工件，進(jìn)行第一條焊縫的施焊。第一條焊縫焊接完成后，保持工裝夾緊狀態(tài)，利用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180°，進(jìn)行第二條焊縫的焊接。焊接工作全部完成后，氣囊泄氣，高強(qiáng)度彈簧將支撐板復(fù)位（彈簧自然狀態(tài)下，滾輪呈外露狀態(tài)），露出滾輪，取出內(nèi)部脹緊結(jié)構(gòu)。

2.5工裝特點(diǎn)：

（1）可以實(shí)現(xiàn)工件和工裝的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，改變焊接位置、方便焊接操作。

（2）自帶滾輪，方便工裝的拆卸和轉(zhuǎn)移。

（3）可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脹緊，起到良好的加固作用，從而保證焊接質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

焊接變形的根源是固有應(yīng)變，即焊接過(guò)程中產(chǎn)生的殘余塑性應(yīng)變。通過(guò)反變形也可以減少或消除殘余塑性應(yīng)變，從而達(dá)到控制焊接變形的目的。薄壁、長(zhǎng)焊縫箱型梁鋼結(jié)構(gòu)件的焊接過(guò)程中，若參考此工裝設(shè)計(jì)理念，再配以適當(dāng)?shù)姆醋冃未胧?，將能夠很好的控制焊接變形?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]陸雪冬.AH36薄板焊接質(zhì)量控制技術(shù)研究[D].江蘇科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012.

[2]周廣濤，劉雪松，方洪淵. 縱向預(yù)置應(yīng)力法控制薄板焊接殘余應(yīng)力與變形[J].機(jī)械工程材料，2008，32（03）：78-81.