分析高强钢焊接变形预防控制工艺.pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第173期)机械工程与自动化NO．42012年8月MECHANICALENGlNEERING＆AUT()MAT10NAug．文章编号：1672—6413(2012)04—0115—03高强钢焊接变形预防控制工艺孔森，刘翠荣，牛兴海(太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：WELTEN--950PE高强钢在工程机械行业被广泛应用，然而当焊接件的焊缝较长时易产生内凹、外凸、旁弯等焊接变形。根据实际生产性能与安全设计要求，采用“预留反变形、焊缝加垫

2、板、组对零间隙、取消打底焊”的工艺方案，以有效控制STC75臂架焊接变形，尤其是解决严重内凹与外凸问题。研究结果将有助于STC75臂架冷作工艺的改进，对臂架冷作质量提升具有一定的指导意义。关键词：高强钢焊接；变形控制；垫板；焊接变形中图分类号：TG44文献标识码：A0引言致的结果。随着高强钢在工程上的广泛应用，其变形的控制2试验方案及工序成为迫切需要的解决问题之一。起重机臂架为典型的2．1试验方案箱型梁结构，由于其焊缝长，焊接应力和变形较大，如本次试验对象为STC75臂架各节臂，材料为果不采取合理的设计及施

3、工工艺方案，就会在焊接时WELTEN--950PE低合金超强精细钢。出现变形进而严重影响焊接质量，甚至会导致结构无(1)对四、五节臂做预留反变形，焊缝加垫板，组法正确地安装和使用。本文针对起重机臂架在焊接加对零间隙，取消打底焊；垫板长度为10000mm，厚度工时出现的变形，通过优化设计，提出了合理的施焊方为3mm，宽度为30mm。案，使变形减小到最小状态，以满足结构的使用要求。(2)对一、二、三节臂作预留反变形，不加垫板，组1焊接变形对间隙为2mm。具体要求见表1。1．1焊接变形产生的原因表l试验方案及具体

4、工艺要求焊接时不均匀的热输入是产生焊接应力及变形的序号臂架类别垫板组对间隙打底反变形量试验次数主要因素。热输入通过材料因素和结构因素产生内应mmmm力和外拘束，从而影响热源周围的金属原子运动，最终1一、二、三节臂无2是222四节臂有O否22形成了焊接应力和变形[1]。3五节臂有O否221．2焊接变形的类型焊接变形是由于焊接进行时焊区的收缩变形引起2．2工序流程的，表现为构件局部的鼓起、弯曲以及扭曲等，主要有本次试验分为加垫板与不加垫板两种工艺，其中纵向收缩及横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形和筒体内侧加垫

5、板试验的生产流程如图1所示。扭曲变形等。2．2．1加垫板工序说明1．3焊接变形、焊接应力的主要影响因素(1)弯板折弯成形：控制弯板折弯精度是控制变焊缝尺寸、焊缝数量、焊缝相对位置、材料的热物形的第一道工序，工艺要求弯板预留2mm～4mm的理性能、焊接工艺方法、焊接规范参数、施焊方法等都反变形量。是影响焊接变形以及应力的因素。(2)下弯板焊接加强板：在下弯板焊接加强板位构件的尺寸、形状、夹具、焊缝布置、装配焊接顺序置预留8mm～10mm的正反变形量后焊接加强板。等是影响刚度的主要原因。焊接构件在拘束力小的条(

6、3)下弯板加垫板：组对前在下弯板内侧坡口附件下，焊接应力大，变形小；反之，焊接应力小，变形大。近焊一长条钢板作为永久衬垫，将衬垫以间断焊形式总之，焊接应力和变形是在多种因素交互作用下而导焊在下弯板上，保证衬垫与下弯板内侧面紧密贴合，垫收稿日期：2012-02-22；修回日期：2012—03—02作者简介：孔森(1985一)，男，山东枣庄人，在读硕士研究生，主要研究方向为焊接工艺过程控制及自动化。学兔兔www.xuetutu.com·116·机械工程与自动化2012年第4期板位置如图2所示。直线度测量方法如图

7、3所示，分别测量并记录图(4)上、下弯板组对：组对间隙为零，确认上、下弯中10个位置点处的直线度(其中标准块的厚度为板正确位置后铆焊，焊点长度为35mm~40mm，间距27ram)。为300mm~350mm。选用直径为1．2mm的JQ一7O或CHw一7O焊丝，焊接电流为150A～180A，电翱IUUUU／’／’压为22V～25V，气体流量为15L／min~20L／min，l235678910焊接速度为300mm／min~500mm／min。臂、磁铁直线度测量处头(5)盖面填充焊接：采用直缝双丝自动焊专机进l

8、o9lo9lO9_11lo9l09l1Jl09IllO9p_lo9l＼下，行填充盖面焊接。选用直径为1．2mm的FK1000焊丝。四节臂焊接参数如下：焊接电流为180A～200图3直线度测量示意图内凹、外凸测量方法如图4所示，测量尺呈竖直方A，电压为28V～32V，气体流量为15L／min~20L／向贴紧上、下弯板折弯线，尺子中间缺口的部位对准焊min，焊接速度为700mm／min750mm／min。五节臂焊接参