如何控制焊接变形（材料）_怎样控制焊接变形

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大型复杂结构件焊接工艺措施

随着焊接技术的发展，尤其是焊接设备的更新换代，焊接辅材的丰富，焊接母材含碳量的有效控制，合金元素的增多，材料强度级别大幅的提高，使许多低合金高强度钢的可焊性越来越好，大型复杂结构件的制作难度大幅降低，从而为大型结构件的设计，通过合适的焊接工艺措施，把设计模型变为实物而成为现实。

对于大型结构件制作来说，最常见的就是两大问题：一是焊接变形；二是焊接裂纹。下面从焊接工艺方面说明如何解决上述两大问题。

焊接变形是大型结构件最关键也是最难控制的问题之一，大型结构件一旦产生超出控制量的变形，是很难校正的，不但会造成极大的直接经济损失，同时也极大地影响制作周期，我们通常采取如下工艺措施对变形进行控制：

1.母材（钢板）选用控制：选用大钢厂的材料，因为大钢厂设备先进，注重轧制工艺，热处理工艺规范到位，板材平展，内应力小，既能保证机械性能，也能保证化学成分的稳定。

2.备料变形控制：采用对称备料，减少热量集中引起的热应力变形，控制平弯，侧弯，扭曲变形。对于厚板采用钻孔分段切割，对于由热切割引起的不可避免的变形，则通过机械校平直，为总装作准备。3.装配方式控制：对于超大型结构件，首先应根据整体结构，分析容易产生变形的焊接应力区，对这些应力区通常采取“化整为零”的方法，也就是将整体细化成相对“独立”的小单元，分单元组装，局部施焊，让整体焊接应力产生在小单元中，这些小单元不但能更容易地进行机械或热校平，还能在总装发挥小单元时进行整体变形的有效控制。

4.施焊方式控制：通过分析大型结构件结构特性，确定中性线，制定合理的焊接工序，能用对称焊的采用对称焊。对于截面较大的焊缝，采用多层多道多次填满。对于截面突变的大型结构件，在截面附近的焊缝，要特别注意控制焊接规范，通过控制焊接规范调节工件变形，也就是朝着我们需要控制的方向变，这种方法在横梁类结构件中取得了很好的效果。

5.反变形法控制：在分析基本应力分布情况及主焊缝位置关系后，对厚板件，尤其是锻造导轨件采用反变形的方法效果显著。如：CKX52125X60/400-M13350 横梁的制作就是很成功的例子，横梁总长17630，其截面最大尺寸2000X1300，总重51.7吨，导轨总长17630，导轨截面尺寸240X310，将此导轨沿中心轴线反变形约15mm，总装焊接完成后，经检查，其导轨平直度在8mm以下，完全能够满足加工要求（加工余量为15mm）。

6.焖火控制：最后一道控制变形的方法就是焖火过程中控制，具体方法就是对已经变形打不到加工要求的件，根据变形情况，垫好支点，上部适当位加压，并控制合适的焖火温度，这比较适合截面和长度比较小的结构件。

对于大型结构件来说，裂纹是较易出现的一种焊接缺陷，并且裂纹是一种致命的缺陷，对重型结构件来讲是要严格控制的，产生裂纹通常有几大因素，一是结构件本身具有刚性决定的拘束度（R），二是由化学成分决定的综合指标碳当量（对于一般材料来说主要是碳的含量），三是焊接母材、焊接辅材及环境影响决定焊缝氢的含量，含氢量过大易产生氢致延迟裂纹。

通常来说，重型结构件的R都是比较大的，因此由焊接应力引起的（刚性）裂纹是很大的。为了避免由上述因素引起的裂纹，在实际制作中我们采取了如下控制措施：

1.为了减少氢致延迟裂纹的影响，首先选择优质焊接材料（对于关键焊缝，焊丝与母材化学成分应匹配），并妥善存放，随用随取，开包后不宜放置时间过长，其次焊缝周围去锈要彻底，对于气割坡口，表面氧化物要清理干净等。

2.结构选材一经确定，该件的可焊性就决定了，建议设计时不要选用含碳量较高的材料。

3.对于碳当量较大的母材，采焊前预热、焊后保温，控制工件冷却过快和焊缝位置出现淬硬倾向，控制易裂组织（马氏体）的产生。

重型机床结构件除了从焊接工艺角度控制焊接变形和焊接裂纹除外，设计在考虑满足重型机床结构件强度、刚度和局部硬度的前提下，也应该重点考虑正确选用材料，结构施工空间。

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