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钢格栅板焊接变形的影响因素都有哪些?

发布时间:2018/09/21 点击量:

 随着不锈钢钢格栅板的广泛应用,不锈钢钢格栅板的焊接变得尤为重要。不锈钢钢格板焊接变形,严重影响焊接质量和使用性,其具有复杂性、多样性。

常见的  变形主要与横向收缩、纵向收缩、弯曲变形、翘曲等有 关。不锈钢钢格栅板焊接过程中需要考虑板材的材料、几何形状 和尺寸及约束条件等因素的影响,同时还要将焊接的 工艺和焊接的参数列入到影响因素范围之中。

   具体地说,不锈钢板材所能抵抗失稳变形的阻力和其所能承受的临 界载荷主要与所选板材自身的材料、几何形状等设计 相关量相对应,两焊接所产生失稳的残余应力则与焊 接所采用的方法和参数有密不可分的关系。总体而 言,选用合理的设计和制造将会显著减小或消除不锈钢钢格板焊接变形。

 
钢格栅板焊接变形的影响因素
1. 输入热源对焊接变形的影响
在钢格板焊接过程中,受到局部高温热源的影响,焊缝区 被急剧加热,并局部熔化。该区域材料被加热,使焊接 区扩展,而钢格栅周围温度相对较低区域对焊接区产生约束, 从而产生弹性热应力,材料的屈服应力极限在温度升高后急剧下降,导致热弹性应力超过屈服极限,形成热 压缩。

  冷却时,焊缝区材料收缩受到周围区域不均匀 温度场的影响,产生不均匀的收缩变形,焊接区呈现拉 伸残余应力,相邻区域承受压缩残余应力。 不锈钢钢格板焊接对于热源的输入非常敏感,合理 控制输入热源能量的大小对于格栅板焊件质量有重要意义。

   输入较大的热源能量会造成较大的收缩变形,反之,输 入较小的热源能量会造成较小的收缩变形。因此在保 证焊缝形成良好情况下,选用尽可能小的输入热源。


2 .焊缝尺寸对焊接变形的影响
   对于不锈钢钢格板焊接来说,焊缝的面积 尺寸与钢格板焊件的挠曲变形有着密不可分的关系, 另外,焊缝在结构中的位置对于不锈钢钢格板焊接 变形也会产生影响。不对称的安排会导致焊件的弯曲 变形,钢格板焊件截面中性轴越接近焊缝,相对而言弯曲变形 越小;反之,焊件截面中性轴离焊缝越远,相对而言弯 曲变形越大。


3.焊板初始粗糙度和板厚对焊接变形的影响
  但在实际加工生产中不可能制造出理想情况下的不锈 钢板材,其可能存在不同程度的初始挠曲变形或者初 始几何缺陷,这些初始表面粗糙度和缺陷会在一定程 度上造成钢格板焊接的临界失稳变形。

   对于存在不平整 度问题的板材,残余应力的增加,起始阶段板材挠度的 增长是相对缓慢的;但在焊接产生的残余应力超过某一定值时,瞬间板材挠度的增加会相对较快。初始粗 糙度相对较大时,板材所能承受的临界载荷值就会在 一定程度上降低,产生失稳变形越容易。

   因此必须严格控制不锈钢板材焊件的初始表面粗糙度,否则其会 大大地影响着焊接抗失稳变形阻力和临界载荷。 除初始表面粗糙度外,板材厚度对于失稳变形 也是一个重要的影响因素。焊板厚度越小,其刚度就 越小,抵抗弯曲变形的能力就越低,在不锈钢板材对接 焊时,受到高温热源的影响,就更容易发生挠曲变形。 相反,焊接厚度越大,刚度就更大,不易变形。

 
4、钢格板装配对焊接变形的影响
钢格板焊接时选择合适的焊件装配顺序,避免在总 的构件内引起多余的装配应力。由于在不同装配阶段 装配体总的刚性化和重心位置的改变,会导致装配后钢格板 焊件内存在本不应该有的应力。

  一般而言,处理不好 装配焊接顺序,会直接影响焊接的质量。另外,在不锈 钢钢格板装配过程中有可能产生新的残余应力,如果新 的残余应力大于临界变形应力,就会引起焊件变形。 因此应该尽可能减少或者避免产生装配应力。 总之,焊接变形影响因素并不是孤立存在的,焊接 不规则的形变是多个因素综合作用的结果。

  这需要从多个角度综合考虑,在生产和设计过程中找到一个更 合理的措施,以减小焊接变形。

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