H型钢焊接变形控制.doc

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1、首先，对H型钢的焊接和组对工艺参数进行了修订，确定点焊的距离由原来的间隔400~600mm改为300~400mm。点焊焊点的增多，能增大对抗H型钢在埋弧自动焊时的焊接变形应力，防止H型钢在埋弧自动焊时在翼缘板水平方向上的弯曲变形（如图2），进一步提高了H型钢的直线度。其次，对H型钢翼缘板的焊接变形即翼板与腹板T型接头角变形，我们采用反变形的工艺，加以减少或消除。具体方案就是将H型钢翼缘板在焊接前先沿中心线跷起一角度（如下图3），其跷起角度的大小，根据焊接条件和要求定。 第三，采用双火焰矫正技术，减少热影响的时间，提高矫正速度和矫正质量。 二、工艺参数选择的

2、理论依据： a．焊接参数的修订  焊接变形在焊接的材料和焊件形状、尺寸确定的情况下，取决于焊接时形成的温度场。温度场的形成主要由焊缝情况决定的，焊缝的质量和形状是取决于焊接工艺参数的选择。在保证质量的前提下，焊接熔深与熔宽比越大，焊接速度越大，温度场引起的热影响区就小，焊接变形量就越小。目前我公司生产H型钢的材料是低合金结构钢Q345，板材的厚度在5~30mm，焊角高度有6、8、10mm三种，选用H08Mn2SiA焊丝Φ4mm。为了获得优质的焊逢，对决定焊逢输入能量的三个主要参数I、U、V做相关调整，使它们之间有最适宜的配合。其他条件不变时，正常焊接条件下

3、，焊接电流I与焊逢熔深H成正比：H=KmI，Km为比例系数；电弧电压U与电弧长度成正比，电弧电压根据焊接电流确定；焊接速度V对熔深和熔宽均有明显的影响，当速度达到一定数值后，由于线能量减少的影响，熔深和熔宽都明显减少，线能量E=UI/V；为了提高生产效率同时保持一定的线能量，在提高焊接速度的同时必须加大电弧功率，从而保证一定的熔深和熔宽，保证焊接质量。焊接速度的提高，使焊接的热影响区减少，从而也减少了变形。 具体的工艺参数对比如下表： 老工艺H型钢焊接工艺参数的选用： 焊角高度 （mm） 焊丝直径 （mm） 焊接电流 （A） 电弧电压 （V） 焊接速度 （

4、mm/min） 备注 6 Φ4 450~470 29~30 480~500 船形焊8 Φ4 450~470 29~30 400~420  10 Φ4 480~500 29~30 300~320   H型钢焊接新工艺参数的选用： 焊角高度 （mm） 焊丝直径 （mm） 焊接电流 （A） 电弧电压 （V） 焊接速度 （mm/min） 备注 6 Φ4 500~520 30~32 520~540 船形焊 8 Φ4 500~520 30~32 420~450 10 Φ4 520~540 30~32 380~400 b.反变形参数的确定  如上所述焊接变形量，主要是焊

5、接时焊缝的具体要求确定的。目前公司生产的H型钢均为轻钢结构，腹板一般不要求焊透，所以在焊接板厚在20mm下的H型钢时，一般是不开坡口的，组立点焊时，腹板与翼缘板的间隙在1~1.5mm，焊角高度要求一般是6、8、10mm，埋弧自动焊焊接熔深与熔宽比在0.2~0.25之间。以最常见的8mm腹板、12mm翼缘板为例进行分析，组立焊接间隙取平均值1.25mm，腹板8mm，焊角高度要求一般是8mm，焊接时熔深在腹板厚度的70%左右即5.6mm，  焊接时，电极熔池可高达3000℃，热影响区母材受热温度一般在1100℃，收缩主集中在上图阴影部位，焊接应力在30~80M

6、pa之间（注根据电磁震动消除内应力实验得），引起的翼缘板变形角度在5°左右，焊接前先反变形2°，则焊接时焊接应力与预变形应力正负相抵消，基本上消除了H型钢的焊接变形。反变形采用火焰加热翼缘板中心线的办法，方法简单、易操作，但是必须严格控制火焰加热的强度，即必须保证翼缘板受热温度在700~850℃之间，不得高于900℃，因为低合金结构钢Q345的金相组织在加热到900℃后，冷却后原来的奥氏体晶体组织颗粒不能完全恢复，冷却后晶体颗粒变大，母材的力学性能将被破坏。焊接变形量的大小主要是由焊接焊缝的大小和热影响区的大小决定的，而热影响区的大小取决于焊缝要求：腹板不

7、要求焊透的，不开坡口，板材厚度对焊接变形量的大小影响不明显；行车梁的腹板有时要求焊透，开坡口，板材厚度对焊接变形量的大小影响明显，变形量明显增大1°~2°。反变形角度大小的具体参数选择如下： 腹板不要求焊透、不开坡口 腹板厚度mm 6~14 14~24 26以上 反变形角度° 2~2.5 3~3.5 4 腹板要求焊透、开坡口 腹板厚度mm 6~14 14~24 26以上 反变形角度° 2.5~3 3.5~4 5 （焊角高度6mm，角度选极小值：焊角高度10mm，角度选极大值；焊角高度8mm，角度选取中间值） c.双火焰矫正参数的确定  双火焰矫正就是在原有

8、矫正工艺的方法下，在距原矫正点上方2~3m的位置增加一个矫正点（靠