Качество, надежность и производительность - с доставкой
[email protected]
Artizono

Лучшие методы исправления сварочных деформаций

Последнее обновление:
18 апреля, 2024
Поделитесь своим мнением:

Оглавление

При изготовлении сварных элементов конструкций, несмотря на принятие ряда необходимых мер, часто неизбежно возникает остаточная деформация, поэтому, если остаточная деформация превышает технические требования, необходимо принять меры по ее устранению.

К распространенным методам коррекции относятся ручная коррекция, механическая коррекция, коррекция пламенем, электромагнитная коррекция и т.д.

1. Метод ручной коррекции

Метод ручной коррекции предполагает использование инструментов, таких как молотки, для нанесения ударов по деформированным частям сварного соединения. Этот метод в основном используется при изгибной деформации небольших и простых сварных соединений и волновой деформации тонких пластин.

2. Метод механической коррекции

Обычно используются гидравлические прессы, домкраты, специализированные рихтовочные машины и молотки. Внешние силы прикладываются для того, чтобы вызвать пластическую деформацию в детали, противоположную направлению сварочной деформации, тем самым нейтрализуя друг друга. На рис. 9-80 показана схема механической правки изогнутой двутавровой балки после сварки с помощью пресса или домкрата. Угловая деформация фланца двутавровой балки может быть исправлена с помощью роликового станка, показанного на рис. 9-81.

Рисунок 9-80 Механическая коррекция деформации после сварки двутавровой балки
Рисунок 9-80 Механическая коррекция деформации после сварки двутавровой балки

a) Коррекция пресса b) Коррекция домкрата

Деформация после сварки в основном вызвана усадкой сварного шва и близлежащей зоны. Если ковка или прокатка выполняется вдоль зоны сварного шва для достижения пластического удлинения, это может компенсировать пластическую деформацию, возникающую во время сварки, и таким образом устранить деформацию. Небольшие сварные детали с небольшим количеством заготовок обычно куются ручным молотом. Для тонколистовых конструкций с регулярными сварными швами можно использовать прокатное оборудование для прокатки сварного шва и близлежащих областей, достигая хорошего технического и экономического эффекта.

Рис. 9-81 Исправление угловой деформации сварной двутавровой балки с помощью роликовой машины
Рис. 9-81 Исправление угловой деформации сварной двутавровой балки с помощью роликовой машины

На рис. 9-82 показана схема исправления изгибной деформации алюминиевого цилиндра после сварки с помощью прокатного станка, где прокатывается продольный шов. Изменяя направление прижимного ролика, можно также прокатать окружной шов. Прокатка сварного шва не только устраняет остаточную сварочную деформацию, но и снимает остаточные сварочные напряжения.

Механические методы исправления подходят только для простых конструкций средних и малых сварных деталей.

Рисунок 9-82 Схема прокатки продольного сварного шва алюминиевого цилиндра
Рисунок 9-82 Схема прокатки продольного сварного шва алюминиевого цилиндра

3. Метод коррекции пламени

Метод коррекции пламенем, также известный как метод коррекции нагревом, использует пламя в качестве источника тепла для локального нагрева металла, в результате чего он подвергается сжимающей пластической деформации. По мере остывания металл сжимается, и деформация, вызванная этим сжатием, используется для противодействия остаточной деформации, вызванной сваркой.

Этот метод обычно использует газовую горелку и не требует специализированного оборудования. Он прост и удобен в эксплуатации, гибок и может использоваться для исправления больших и сложных конструкций.

(1) Три основных принципа коррекции пламени

Эффект коррекции пламени определяется тремя основными факторами: положением нагревателя, температурой нагрева и формой нагреваемой области.

1) Положение нагрева

Это ключевой фактор успеха или неудачи. Неправильное положение нагрева не только не исправит деформацию, но может даже усугубить ее. Поэтому выбранное положение нагрева должно вызывать деформацию в направлении, противоположном остаточной деформации от сварки, чтобы противодействовать ей.

Основные причины изгибных или угловых деформаций заключаются в том, что сварные швы сосредоточены на одной стороне нейтральной оси заготовки. Чтобы исправить эти деформации, положение нагрева должно быть выбрано на противоположной стороне от нейтральной оси, как показано на рис. 9-83. Чем дальше положение нагрева от нейтральной оси, тем лучше эффект коррекции.

Рисунок 9-83 Положение нагрева для коррекции пламени
Рисунок 9-83 Положение нагрева для коррекции пламени

a) Угловая деформация при сварке с наращиванием b) Деформация при изгибе финишной трубки

2) Температура нагрева

Температура нагретой области должна быть выше температуры прилегающей ненагретой области, что приводит к термическому расширению нагретого металла и возникновению препятствий, приводящих к сжимающей пластической деформации. Для толстых листов углеродистой стали или сварных деталей с высокой жесткостью температура локального нагрева выше 100°C может привести к сжимающей пластической деформации. В производстве температура для пламенного коррекционного нагрева конструкционной стали обычно контролируется в диапазоне 600~800°C.

Измерять температуру на месте неудобно, поэтому обычно для оценки приблизительной температуры наблюдают за цветом нагретой части. В таблице 9-13 перечислены цвета поверхности стального листа в процессе нагрева и соответствующие им температуры.

Таблица 9-13 Цвета поверхности стального листа и соответствующие им температуры

ЦветТемпература (°C)
Темно-коричнево-красный550-580
Коричнево-красный580-650
Темно-вишневый красный650-730
Глубокий вишнево-красный730-770
Вишнево-красный770-800
Светло-вишневый красный800-830
Ярко-вишневый красный830-960
Оранжево-желтый960-1050
Темно-желтый1050-1150
Ярко-желтый1150-1250
Бело-желтый1250-1300

3) Форма зоны нагрева.

Форма области нагрева включает в себя точку, полосу и треугольник, как показано на рис. 9-84, точечный нагрев показан на рис. 9-85, линейный нагрев показан на рис. 9-86, а треугольный нагрев показан на рис. 9-87.

Рисунок 9-84 Коррекция пламени и формы областей нагрева

a) Точка b) Полоска c) Треугольник

Рисунок 9-85 Точечный нагрев
Рисунок 9-86 Нагрев линии

a) Прямоточный нагрев b) Цепной нагрев c) Ленточный нагрев

Рисунок 9-87 Треугольное отопление

(2) Общие методы коррекции пламени

Общие методы исправления сварочных деформаций под действием пламени приведены в таблице 9-14.

Таблица 9-14 Методы исправления сварочной деформации путем нагрева

Метод нагреваМетодыПримечание
Точечное отопление
(См. Рисунок 9-85)
В зависимости от деформации тепло может быть приложено в одной или нескольких точках

d=φ15 - φ30 мм
a=50~100 мм
1. Обычно используют нейтральное пламя оксиацетилена

2. Обратите внимание на свойства корректируемого материала

3. Обращайте внимание на температуру окружающей среды на рабочем месте

4. При исправлении тонких пластин используйте деревянный молоток для забивания

5. Сначала спланируйте места и этапы нагрева в соответствии с деформацией

6. Для высокопрочных сталей, прошедших термическую обработку, температура нагрева не должна превышать температуру отпуска

7. При использовании водяного охлаждения в сочетании с коррекцией пламенем сталь следует охлаждать до тех пор, пока она не потеряет свой красный цвет, прежде чем заливать воду

8. Место нагрева обычно находится далеко от сварного шва

9. Если последующим процессом после коррекции является сварка или газовая резка, то во время процесса коррекции пламенем может быть выполнено необходимое количество обратных деформаций

10. Цвет, соответствующий температуре в процессе нагрева, показан в таблице 9-13
Линейное отопление
(См. Рисунок 9-86)
Пламя движется по прямой линии, а также может совершать боковые колебания в направлении ширины, при этом ширина нагрева составляет от 0,5 до 2 раз больше толщины пластины.
Треугольное отопление

(см. Рисунок 9-87)
На краю выровненной стали создайте треугольник с вершиной, направленной внутрь
Тепло, вода и электроэнергия используются в комбинации.При нагреве и коррекции тонколистовых конструкций для улучшения эффекта коррекции можно одновременно использовать водяное охлаждение или внешнее усилие

Примеры коррекции сварочной деформации пламенем показаны на рис. 9-88.

Рисунок 9-88 Пример коррекции сварочной деформации пламенем
Рисунок 9-88 Пример коррекции сварочной деформации пламенем

a) Боковой изгиб асимметричной стальной арки

b) Прогиб вверх несимметричной двутавровой балки

c) Угловая деформация стыкового арочного соединения

г) Волнообразная деформация средней тонкой пластины

(3) Результаты испытаний после коррекции пламени

Результаты испытаний на коррекцию пламени для некоторых широко используемых низколегированных сталей приведены в таблице 9-15.

Таблица 9-15 Результаты частичных испытаний широко используемых низколегированных конструкционных сталей после коррекции пламени

Марка сталиЭкспериментальные выводы и меры предосторожности
14MnNbИспытания сварных усталостных балок с коррекцией пламени показывают, что коррекция пламени оказывает незначительное влияние на свойства стали
Q345 (16Mn)С хорошей коррекцией пламени и гидротермическим изгибом пластины  производительность. Когда температура нагрева гидротермального гибочного листа составляет около 650°C, механические свойства практически не изменяются, и даже после нагрева при 850~900°C он все еще обладает достаточной прочностью и пластичностью.
Q390 (15MnV)Коррекция локального нагрева кислородно-ацетиленовым пламенем не влияет на механические свойства стали
Q420Коррекция локального нагрева кислородно-ацетиленовым пламенем не влияет на механические свойства стали
14MnVTiXtКоррекция локального нагрева кислородно-ацетиленовым пламенем не влияет на механические свойства стали
10MnPNbXtЛокальная правка кислородно-ацетиленовым пламенем не влияет на механические свойства стали
Q390 (15MnTi)Можно использовать коррекцию кислородно-ацетиленовым пламенем, а для тонких стальных листов - гидротермическую гибку.
08MnPXtПри исправлении деформации с помощью локального пламенного обжига температура должна быть в пределах 600~700°C. Поскольку при 600~700°C начинается рост зерен, а при 700~800°C появляются структуры Видманштеттена.
Q345 (09MnCuPTi)Зерна тонкой пластины остаются мелкими при 900°C, а структуры Видманштеттена появляются при 900~1000°C, поэтому температура для локальной коррекции обжига должна составлять 700~800°C, что позволяет избежать использования гидротермальной коррекции

Водно-огневая гибка листа - это название процесса в судостроении. Процесс точно такой же, как и пламенная правка; он включает в себя использование пламени для локального нагрева стального листа для достижения желаемой деформации с быстрым охлаждением водой во время процесса нагрева.

Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Последние сообщения
Будьте в курсе новых и интересных материалов на различные темы, включая полезные советы.
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запросить индивидуальное предложение

Контактная форма

Запрос индивидуального предложения
Получите индивидуальное предложение с учетом ваших уникальных потребностей в обработке.
© 2024 Artizono. Все права защищены.
Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма