不锈钢焊管为什么在焊接时会变形收缩?
首先要了解不锈钢焊接变形是怎样产生的,然后才能采取相应措施避免。
在进行不锈钢焊接时,由于焊缝区域受热不均匀和焊缝周围金属约束会产生焊接应力与变形,热膨胀过程中会出现塑性压缩变形,因此焊接变形是一定存在和不可避免的。为避免过大的变形,焊接变形的控制就很重要了。从施工实践中知道,事先控制变形比事后矫正变形有利。下面是控制变形的一些措施:
1.从工件自身结构控制变形
有的工件刚性大,抗弯模数高,充分利用结构刚性是控制焊接变形的有效方法。
2.制订合理工艺,分段焊接。
3.调整焊接程序
(1) 尽量使焊缝处于自由收缩状态,避免较大拘束,拼板应先焊错开的短焊缝,后焊直通长焊缝,并由中央向两端施焊。
(2) 先焊结构中焊接收缩量最大的焊缝。
(3) 采用较小焊接线能量。
(4) 分段逐步退焊法能减小焊接变形,但焊缝横向收缩受阻较大,故焊接应力较大,减少焊接变形与降低焊接应力应综合考虑,权衡利弊。
4.利用反变形
简单的反变形能收到实效,是大型箱形构件合拢时经常应用的方法。
5.采用辅助支撑控制变形
(1) 将工件用“马”固定在铸铁平台上,强制控制变形。
(2) 圆柱形及圆筒工件,在直径方向,用管子或型钢撑牢(十字或星形),防止变形。
(3) 机座等构件,顶端采用辅助支撑,控制开档尺寸。
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防止焊接变形的措施较多.由于焊接变形在焊接生产中是不可避免的.为达到控制变形量的目的.应在生产中根据焊接结构的具体类型,选用一种或几种方法。有兴趣的可看看钢丝网骨架塑料复合管整理的内容:
(1)设计措施。合理的结构设计和焊缝布置对预防和减小焊接变形有着重要的作用。在设计中.考虑节约材料、制造方便和使用安全的基础上,还应考虑尽可能减少焊缝的数量.缩短焊缝的长度焊缝应尽最对称布置.并使焊缝与结构截面的中性轴相对称应尽可能采用较小的焊缝坡口和尺寸生产中采川简单装配焊接胎具和夹其等。
(2)下料时预留焊缝收缩余量.为了补偿焊接后焊缝的线性缩短,可通过试验方法或对焊缝收缩量的估计,在备料加工时预先留出收缩余量进行控制。
由于焊缝的收缩量与很多因素有关,较难计算,只能依据工艺试验.积累大量的数据,来概略地估算变形量。估算时可参考下列因素。
1)线膨胀系数大的材料,焊后线性收缩量较大。不锈钢和铝的线膨胀系数比低碳钢大.因此,焊接变形也较大。
2)焊缝的纵向收缩反随焊缝长度的增加而增加,焊缝的横向收缩量则随着焊缝宽度的增加而增加。一般纵向收缩以每米焊缝的收缩量,横向收缩以每条焊缝的收缩量来计量.焊件在自由状态下,手工电弧焊同-焊缝的横向收缩量相当于2~4m长焊缝的纵向收缩量。因此,当焊缝不太长时,焊缝的横向收缩量是主要的。
3)角焊缝的横向收缩比对接焊缝的横向收缩要小。
4)断续焊缝比连续焊缝的收缩量小。
5)多层焊时.第一层引起的收缩量最大.第二层增加收缩量约为第一层收缩量的20%.第三层增加5%-15%.最后几层增加更小。
6)在有夹具固定条件下的焊缝的收缩量比没有夹其固定条件下的焊缝的收缩量减小40%-70%.其数值与夹具的刚性拘束度有关。圆筒形纵向焊缝的横向收缩所引起的直径误差.通过预留收缩余量就可消除.
(3)反变形法。为了抵消焊接变形.在进行焊件装配时,预先将焊件向与焊接变形相反的方向进行人为的变形.这种方法就叫反变形法。
钢丝网骨架塑料复合管了解到:由于焊接条件的变化.焊接结构的变形量是不同的.通常只能依赖大量的试验数据或实践经验的积累。一般来说,板材对接焊时,角变形的大小与板材厚度、板材宽度、焊接线能量等因素有关。
(4)选择合理的装配焊接顺序。把结构适当地分成部件,分别装配焊接.然后再拼焊成整体。使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能比较自由地收缩而不影响整体结构。按这个原则进行复杂大型的焊接结构既有利于控制焊接变形.又能扩大作业面,缩短生产周期。
(5)刚性固定法。一般来说.刚性大的焊件焊接变形较小。利用外加刚性拘束来减小焊接变形的方法称为刚性固定法或抑制法.
刚性固定法可以利用焊接夹具.在焊件上压置重物或将焊件点固在刚性平台上.它能有效地减小焊接变形。但是应当指出.采用刚性固定法焊接后.经常会在焊件内产生较大的焊接内应力。因此对于裂缝倾向较大的工件或焊接材料.不宜采用刚性固定法来控制焊接变形。
(6)热调整法。热调整法是为达到减小焊接变形的目的.利用减少焊接线能量缩小加热区或使不均匀加热或冷却尽可能趋于均匀化。
1、高温校正,就是用气割抢(氧气乙炔)的火焰对着最大的弯面周围进行加热升温,并施以合适的敲打,进行校正。
2、直接校正,就是把钢管放置平面的位置,直接用锤子敲打或者用千斤顶进行压顶。
在焊接过程中,由于对焊件局部加热和冷热作用,使焊接处产生热量,这种热应变在冷却的时候会产生收缩,因而使焊件产生变形。
焊接变形的种类
一、纵向收缩变形
纵向收缩变形计算
△L=(K1*Aw*L)/A
△L
=
纵向收缩量
Aw
=
焊道的截面面积
L
=
工件长度(mm)
K1
=
为焊接方法,材料热膨胀系数和多层焊层数有关的系数,对于不同焊接方法,系数K1值不同,(二保焊0.043,埋弧0.071~0.076,手把0.048~0.057).
二、横向收缩变形
横向收缩变形计算
△S=0.2
Aw/t
+
0.05d
△S=
横向收缩量
Aw
=
焊道的截面面积
t
=
母材厚度(mm)
d=
根部开口间隙(mm)
以上只能作为理论来计算,实际会有很多因素影响变形。焊工的水平也起很大作用。
热校正,就是用火焰直接加热内弯面,缓冷,施以适当外力,进行校正;加热的方法还有热电阻丝加热校正;
冷校正,就是直接施加外力,一般用千斤顶来进行。
您现在问的是结果,歪了,如果管子管径不大,可以采取冷校正的方法,就是采取慢慢加力的方法,矫正焊弯的钢管。不锈钢的延展性还是可以的。
如果提前预防的话,采取反变形措施,并且在施焊的时候采用小的线能量的输入,多层多道焊,可以有效避免焊后变形量。
对碳钢低合金钢厚壁管,可以采用焊前预热,层间温度控制不低于预热温度,焊后后热缓冷等措施;如果太厚或材料淬硬倾向强,还要考虑焊后热处理等措施;
对不锈钢则要采用小线能量快速焊接,降低层间温度;
不管哪种材质,都要注意焊接顺序的选择,要尽量对称施焊,小规范焊接,以此来减少焊接残余应力和残余变形。
1.单半径成型法
单半径辊式成型法有圆周弯曲成型法、边缘弯曲成型法和中心弯曲成型法三种,单半径成型法是:孔型由一个单半径组成,成型机水平辊、立辊交替布置,带钢从水平辊、立辊中间经过,逐渐将平板弯曲成圆管。 2.圆周弯曲成型法
带钢整个宽度方向上同时弯曲变形,各架成型的弯曲半径逐渐减小;边缘弯曲成型法是从带钢边部开始弯曲,弯曲半径恒定,逐步增加变形角,以减小带钢中间部分的宽度,直到钢带成圆封闭;中心弯曲成型法是从带钢中心部分开始弯曲变形,弯曲半径恒定,逐渐向两侧边缘扩展,直到成圆封闭。 3.双半径成型法(综合弯曲成型法)
采用两种以上的基本变形法进行组合变形,但应用较多的是边缘成型法+圆周成型法。管坯边缘与圆周综合变形的成型法,它以挤压辊孔型半径或成品管半径为边缘弯曲半径,将钢带边缘弯曲到某一变形角,并在以后各成型架次基本保持不变,而带钢中间部分的弯曲成型则按圆周弯曲成型法进行变形分配。该方法成型过程较稳定,变形均匀,边缘相对伸长小,成型质量好。