焊接变形与应力的影响因素.docx

焊条电弧焊项目1.4主机座的焊条电弧焊施工焊接变形与焊接应力的影响因素影响焊接结构变形的因素很多，这里仅讨论船体焊接结构变形的一些主要因素一、 焊接工艺参数焊接工艺参数的影响主要是热输入一般来说，随着热输入的增加，压缩塑性变形区 扩大，收缩量会增大而决定热输入的主要参数是焊接电流I、电弧电压u和焊接速度V等 三个方面输入的热量愈大，则焊接变形与应力也就愈大二、 施焊方法当运用焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊等不同的施焊方法时，因加热区的大小不 同，对焊接变形与应力的影响也不同焊接相同厚度的钢板时，埋弧焊的焊接速度快，电流 密度大，加热集中，熔深也大，因而变形比焊条电弧焊小焊接薄板结构时，CO2气体保护 焊用细焊丝，电流密度大，加热集中，CO2气体保护焊变形较小，而焊条电弧焊火焰加热区 域较前者宽，热量不集中，因而变形也大些三、 焊缝的尺寸和长度一般来说焊缝越长纵向收缩量越大，焊缝越宽，其横向收缩量也增加焊缝尺寸大，数 量多，则焊接变形与应力就增大焊接时不要随意加大焊脚尺寸，因为焊脚尺寸加大后焊缝 面积将增加得更多，使得金属熔化量大，输入的热量大大增加，焊接变形也就明显增大因 此要在保证有足够强度的前提下，尽量减小焊缝长度和尺寸，并合理选择坡口形状。

四、 焊缝的位置焊缝在结构中的位置对称与否是影响弯曲变形的主要因素焊缝离中性轴越近则弯曲变 形越小，离中性轴越远则弯曲变形越大，在船体焊接中，中性轴上下都有很多焊缝，且距离 各不相同，则易产生弯曲变形应使焊缝尽量对称布置来减少弯曲变形的可能性，若实际情 况不可能对称布置，在焊接时设法采用合理的焊接顺序或反变形措施五、 结构的刚度1. 构件的尺寸和形状结构的刚度是结构抵抗变形的能力，其大小决定于截面形状和尺寸，截面积越大，则结 构刚度愈大，则焊接变形愈小，构件内残余应力也就愈大当结构刚度过大，有时在焊接时 会导致焊缝开裂，在焊接厚板或嵌补板时，尤其容易出现因此，焊接具有较大刚度的钢结 构时，应采取相应的工艺措施2. 胎夹具的影响为了提高结构刚度以防止和减少焊接变形，在生产上常采用简单的胎夹具固定焊构件， 但胎卡具固定作用可能增大构件的焊接残余应力，消耗一部分材料的塑性因此，对塑性比 较差的钢材，不能用胎卡具固定得太牢，以免引起过大的焊接残余应力六、装配及焊接顺序图1不对称工字梁的焊接随着船体结构装配的进行，结构的整体刚性也在增 大在整个结构生产过程中，有装配成整体后再焊接和 边装配边焊接两种方式。

对于结构截面和焊缝布置较简 单的结构来说，先装配成整体后再焊接可以减少其弯曲 变形，如图1不对称工字梁的焊接，（a）图为先将零件1、2装配焊接之后，再与零件3装配 焊接在一起，焊接变形较大b）为先将零件2、3装配焊接之后，再与零件1装配焊接在一起，焊接 变形次之c）图为将零件1、2、3全装配在一起，最后焊接，焊后弯曲变形较小对于复 杂结构来说，全部构件装配后再焊接的方式，往往是不合理的一是边装配边焊接所产生的 变形不一定都反映到总变形量中去；二是有些零部件因施工上的需要，只能采用边装配边焊 接的方式进行因此需根据实际情况来决定采取的装焊方式焊接顺序对变形的影响也是很大由于先焊焊缝引r一~.——. ——.——.—J I"—, J 丁5匚起的变形最大，后焊焊缝引起的变形逐渐减小而最终[I* d | 』k [变形方向往往与最先焊的焊缝引起的变形方向一致如1一#~1~一~ 图2为两种不同的拼板焊接顺序，图中数字表示先后焊接顺序a）图中先焊3、4两条焊缝，再焊接5、6两条 图2平板拼接时的焊接顺序a错误 b正确焊缝，则由于5、6两条焊缝的横向收缩受到限制，焊缝 中将产生很大的焊接拉应力，在焊缝附近的钢板上，有时还会产生皱折。

这是一种错误的焊 接顺序b）图在确定拼板焊接顺序时，既要考虑焊接变形，也要考虑焊接应力，在保证焊 接变形较小的情况下，尽量保证每条焊缝能自由收缩，以减少焊接残余应力。