[发明专利]一种薄板焊接变形的控制及矫正方法

说明书

本发明公开了一种薄板焊接变形的控制及矫正方法，它涉及薄板焊接技术领域。它包括以下步骤：优化板缝布置：将构件分为若干小部件与构件分段，使各部件焊缝的布置与构件分段截面中性轴对称或接近截面中性轴；选择小的焊脚尺寸和短的焊缝，避免焊缝过分集中和交叉布置，采用宽而长的钢板；先装配后焊接；通过胎夹具夹紧对构件进行固定；采用氩气+CO₂混合气体保护电弧焊进行焊接，断续焊；先焊短焊缝后焊长焊缝，分段退焊，由内向外进行；采用火焰矫正法矫正钢结构，采用边加热边喷水冷却的方法。本发明的优点在于：焊接时可减少焊接变形，减少应力集中；显著地释放构件的焊接残余应力，矫正焊接变形。

技术领域

本发明涉及薄板焊接技术领域，具体涉及一种薄板焊接变形的控制及矫正方法。

背景技术

薄板(厚度小于2mm)在焊接过程中产生焊接变形是不可避免的，焊接变形是因为存在着焊接残余应力，焊接残余应力显著地影响材料或零件的疲劳裂纹扩展及蠕变行为，并最终影响材料的使用环境和寿命，尤其对于大尺寸样件，变形对焊接产品的外观、力学性能和使用寿命有着重要影响。

电弧焊是一个不均匀的快速加热和冷却的过程，焊接过程中及焊后，焊接构件都将产生变形。影响焊接变形最根本的因素是焊接过程中的热变形和焊接构件的刚性条件。在焊接过程中的热变形受到了构件刚性条件的约束，出现了压缩塑性变形，这就产生了焊接残余变形。

钢结构制造过程中，焊接变形是不可避免的，只能采取有效的方法、措施控制焊接变形，并对超出公差要求的焊接变形进行矫正，从而既满足钢结构质量要求，又满足经济性要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种薄板焊接变形的控制及矫正方法，能够解决现有技术中存在的焊接变形大、不能够既满足钢结构质量要求又满足经济性要求等问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括焊接前构件刚性的增加、焊接时变形的控制以及焊接后变形的矫正方法；具体如下：

S1、优化板缝布置：将构件分为若干小部件与构件分段，将焊接变形分散在各个部件上，使各部件焊缝的布置与构件分段截面中性轴对称或接近截面中性轴；对每一条主要焊缝，选择焊脚尺寸为6mm-8mm，焊缝为2000mm以内，避免焊缝过分集中和交叉布置，采用宽而长的钢板，减少焊缝数量；

S2、先装配后焊接，在无装配应力强制下进行构件装配；

S3、在焊接前，通过胎夹具夹紧对构件进行固定，增加构件刚性，减少焊接变形，夹紧时对缝间隙小于0.05mm，胎夹具通过机械调节使工件达到预设的反变形状态，固定好后对焊接区域用丙酮溶液进行彻底清洗并吹干；

S4、焊接时变形的控制：采用氩气+CO₂混合气体保护电弧焊进行焊接，CO₂的流量为10L/min-25L/min，焊接电流的大小取决于送丝速度，送丝速度为18m/h-36m/h，焊接电流160A-200A，降低电弧电压，增大焊接速度及电流密度，将直流反极性改为直流正极性，采用断续焊；先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行；

S5、焊接后变形的矫正：采用火焰矫正法矫正钢结构，在调修样板焊缝上划定加热调修点区域，加热调修点直径控制在10mm-15mm，加热调修点的间距控制在20mm-50mm，将烤枪的调修火焰长度控制在50mm-60mm，用调修火焰的尖端对焊缝上划定的加热区域进行点加热，控制火焰加热的温度，施工过程中，采用边加热边喷水冷却的方法。

进一步的，所述步骤S4中，焊接速度为18m/h-36m/h，氩气的纯度大于99.99％，压力为0.2-0.4MPa。

进一步的，所述步骤S5中，火焰加热温度控制在700℃-900℃，每个调修点的加热时间控制在7s-10s，调修火焰为氧-乙炔焰。