組合焊件焊接操作組合焊件需用焊條電弧焊完成焊接，它包含了平焊、立焊、橫焊、仰焊及固定管焊、固定管板焊等操作，屬于焊接技能的復(fù)合訓(xùn)練內(nèi)容。組合焊件一、焊接應(yīng)力與變形金屬結(jié)構(gòu)在焊接過程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和焊接變形，如果得不到合理的控制，就會(huì)使焊接產(chǎn)品質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)裂紋，甚至產(chǎn)品報(bào)廢。1.焊接應(yīng)力和變形的基本概念由焊接熱過程引起的應(yīng)力和變形就是焊接應(yīng)力和焊接變形。焊后，當(dāng)焊件溫度降至常溫時(shí)，殘存于焊件中的應(yīng)力稱為焊接殘余應(yīng)力，焊件上不能恢復(fù)的變形稱為焊接殘余變形。屈服點(diǎn)與溫度的關(guān)系1—實(shí)際測(cè)定的曲線2—簡化假設(shè)的曲線2.鋼受熱時(shí)力學(xué)性能的變化低碳鋼受熱時(shí)力學(xué)性能的變化3.焊接應(yīng)力與變形的產(chǎn)生原因(1)金屬桿件均勻加熱后產(chǎn)生的應(yīng)力與變形金屬桿件在不同狀態(tài)下a)受熱時(shí)b)冷卻后(2)焊件在焊接過程中存在的焊接應(yīng)力與變形鋼板不均勻受熱時(shí)的變形情況均勻受熱的變形過程a)自由狀態(tài)下b)伸長過程受阻鋼板中間焊接時(shí)的應(yīng)力與變形a)加熱時(shí)b)冷卻后(＋)表示拉應(yīng)力(－)表示壓應(yīng)力二、焊接殘余應(yīng)力1.按造成焊接殘余應(yīng)力的原因分類(1)溫度應(yīng)力(熱應(yīng)力)(2)相變應(yīng)力2.按焊接殘余應(yīng)力的作用方向分類(1)縱向應(yīng)力(2)橫向應(yīng)力3.按焊接殘余應(yīng)力在空間的方向分類(1)單向應(yīng)力(2)雙向應(yīng)力(平面應(yīng)力)(3)三向應(yīng)力(體積應(yīng)力)三、焊接殘余變形1.焊接殘余變形分類及產(chǎn)生原因焊件在焊后除了產(chǎn)生一定的焊接殘余應(yīng)力外，還產(chǎn)生一定的殘余變形。變形的基本形式整體變形a)縱、橫向變形b)彎曲變形(f

為撓度)

c)扭曲變形局部變形a)對(duì)接焊縫的角變形b)角焊縫的角變形c)波浪變形彎曲變形的度量焊縫縱向收縮造成的彎曲變形a)板的彎曲變形b)T形梁的彎曲變形焊縫橫向收縮造成的彎曲變形薄板焊接的波浪變形a)縱向、橫向壓應(yīng)力的作用b)角變形工字梁的扭曲變形a)焊前b)焊后2.影響焊接結(jié)構(gòu)殘余變形的因素(1)焊縫在結(jié)構(gòu)中的位置(2)焊接結(jié)構(gòu)的剛性(3)焊接結(jié)構(gòu)的裝配及焊接順序(4)其他因素1)材料的線膨脹系數(shù)2)焊接方法3)焊接電流和焊接速度4)焊接方向5)坡口形式6)結(jié)構(gòu)的自重X形坡口對(duì)接接頭的焊接順序a)合理的焊接順序b)不合理的焊接順序四、防止和減小焊接殘余應(yīng)力與殘余變形的措施1.焊接結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)2.控制焊接殘余變形的工藝措施(1)選擇合理的裝焊順序工字梁的2種裝配順序a)先裝焊成丁字形，再裝焊成工字形b)整體裝焊封閉的箱形梁結(jié)構(gòu)1—隔板2—上蓋板3—下蓋板4—大、小隔板門形梁的裝焊順序1、2、3—焊縫順序(2)采取合理的焊接順序1)對(duì)稱焊縫2)不對(duì)稱焊縫如果焊接結(jié)構(gòu)的焊縫是不對(duì)稱布置的，焊接順序?yàn)椋合群负缚p少的一側(cè)，后焊焊縫多的一側(cè)，使后焊的焊縫產(chǎn)生的變形足以抵消先前的變形，以使總體變形減小。壓型上模的結(jié)構(gòu)、焊接變形與焊接順序壓型上模的結(jié)構(gòu)b)上拱變形c)焊接焊縫少的一側(cè)

d)焊接焊縫多的一側(cè)e)船形焊的焊接順序3)采用不同的焊接順序采用不同焊接順序的焊法a)分段退焊法b)分中分段退焊法c)跳焊法

d)交替焊法e)分中對(duì)稱焊法(3)反變形法為了抵消焊接殘余變形，焊前預(yù)先使焊件向焊接變形相反的方向變形，這種方法稱為反變形法。對(duì)接平板采用反變形措施焊接工字梁的反變形措施(4)剛性固定法焊接前對(duì)焊件采取外加剛性約束，使焊件在焊接時(shí)不能自由變形，這種防止變形的方法稱為剛性固定法。薄板焊接的剛性固定1—壓鐵2—焊件3—平臺(tái)鋼板對(duì)接焊時(shí)的加“馬”剛性固定防護(hù)罩用臨時(shí)支撐的剛性固定1—臨時(shí)支撐2—底平板3—立板4—圓周法蘭盤(5)散熱法焊接時(shí)用強(qiáng)迫冷卻的方法將焊接區(qū)的熱量帶走，使受熱面積大幅度減小，從而達(dá)到減小變形的目的，這種方法稱為散熱法。散熱法示例a)浸水焊接b)噴水冷卻焊接c)水冷紫銅板散熱焊接1—焊件2—焊炬3—水槽4—支撐架5—噴水箱6—冷卻水孔7—紫銅板3.控制焊接殘余應(yīng)力的工藝措施(1)選擇合理的焊接順序1

)盡可能使焊縫自由收縮盡可能使焊縫自由收縮的焊接原則示例a)大型容器底部的焊接b)工字梁的焊接2)先焊收縮量最大的焊縫。3)先焊交叉焊縫的短焊縫，后焊直通長焊縫。交叉焊縫的焊接順序a)T形焊縫的焊接順序b)十字形交叉焊縫的焊接順序(2)選擇合理的焊接工藝參數(shù)(3)采用預(yù)熱的方法(4)加熱“減應(yīng)區(qū)”法(5)敲擊法加熱“減應(yīng)區(qū)”法示意圖1—輻板2—輪緣

(網(wǎng)紋為“減應(yīng)區(qū)”，“→”為熱膨脹方向)五、焊接殘余變形的矯正及殘余應(yīng)力的消除1.焊接殘余變形的矯正方法(1)機(jī)械矯正法機(jī)械矯正法是利用機(jī)械力的作用來矯正變形。工字梁焊后的機(jī)械矯正a)拱曲焊件b)用拉緊器拉c)用壓頭壓d)用千斤頂頂1—拉緊器2—壓頭3—千斤頂(2)火焰矯正法火焰矯正法是用氧—乙炔火焰或其他氣體火焰(一般采用中性焰)，以不均勻加熱方式引起結(jié)構(gòu)的某部位變形，來矯正原有的殘余變形。1)點(diǎn)狀加熱矯正2)線狀加熱矯正點(diǎn)狀加熱矯正a)鋼板的點(diǎn)狀加熱b)鋼管的點(diǎn)狀加熱線狀加熱的形式a)直線加熱b)鏈狀加熱c)帶狀加熱線狀加熱矯正實(shí)例a)薄鋼板b)厚鋼板c)槽鋼d)Ｔ形梁e)箱形梁3)三角形加熱矯正三角形加熱即加熱區(qū)呈三角形。T形梁的三角形矯正2.消除焊接殘余應(yīng)力的方法(1)整體高溫回火熱處理(2)局部高溫回火熱處理(3)機(jī)械拉伸法(4)溫差拉伸法(5)振動(dòng)法消除殘余應(yīng)力熱處理的工藝曲線溫差拉伸法六、組合焊件的焊接復(fù)合訓(xùn)練1.組合件焊前準(zhǔn)備組合焊件的焊件圖2.操作要求(1)焊前要求(2)裝配及定位焊(3)焊接時(shí)要求1)焊縫序號(hào)①②③④⑤⑧⑩的焊縫均應(yīng)采用單面焊雙面成形。2)在焊接序號(hào)②③⑩焊縫時(shí)，應(yīng)使焊件距地面900mm高度固定?序號(hào)⑩焊縫應(yīng)采用仰焊操作?焊接序號(hào)②③焊縫時(shí)，應(yīng)將焊件轉(zhuǎn)動(dòng)90°固定，進(jìn)行水平固定管板、水平固定管的全位置焊接，余下的焊縫均在工作臺(tái)面上，按焊件圖的主視圖位置進(jìn)行焊接。3)確定各焊縫的焊接順序時(shí)，應(yīng)考慮