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不锈钢管焊接时产生的内应力与变形

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-29  浏览次数:61 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网据新闻报道:在焊接过程中,不锈钢管产生的内应力变形的原因是由于不锈钢被焊时的受热不均而引起的。焊接时,在孤坑

中华不锈钢网据新闻报道:在焊接过程中,不锈钢管产生的内应力变形的原因是由于不锈钢被焊时的受热不均而引起的。焊接时,在孤坑近处温度高,远处温度低,产生焊件不均匀的热膨胀现象,受热的金属得到相应的伸长,未受热的金属要保持原来的长度,这样热金属的伸长受到了冷金属的阻碍,限制了热金属的伸长,热金属内便产生压应力,而冷金属则产生拉应力;当加热部分产生的压应力大于金属的屈服点时,金属就会产生塑性变形。金属的屈服点一般是随着温度的升高而降低,在600℃时等于零。当冷却时,由于不锈钢管加热时产生塑性变形的缘故,热金属部分收缩的长度比未焊时短,这时的热金属受到拉应力,而冷金属则受到压应力。
  
  (1)机械矫正法:这是常用的厚壁不锈钢管变形的矫正法。机械矫正法是钢管在冷态或热态下用人工或压床进行。
  
  已经弯曲的梁也可用机械方法加以矫正,通常是用压床或锤等进行。经过机械加工,使粱产生反向的塑性变形以抵消焊接变形。但机械矫正后不锈钢管的塑性降低,硬度和脆性增加,有时机械加工实施不当,在焊缝或基本金属中可能引起裂缝。
  
  (2)火焰矫正法:矫正厚壁不锈钢管的波浪形变形;例如薄板焊接以后,焊缝附近的基本金属凹凸不平产生波浪形,可以利用气焊火焰在凹凸部位的四周进行圆点加热 ,冷却后将薄板拉平。火焰矫正的原理是:在不锈钢管的表面进行圆点加热时,加热点的金属就要发生膨胀,但是周围的冷金属层阻止它的膨胀,因此加热点的金属产生了塑性变形,然后,在冷却过程中,加热点金属体积收缩,将相邻的冷金属拉紧。因此,假如在薄板凹凸部位四周进行点的加热,则各个加热点的收缩就能将波浪形部分拉平。
  
  中华不锈钢网据新闻报道:挠曲变形和角变形的火焰矫正,是根据均衡变形的原理进行的,如果在挠曲的丁字粱腹板上用横的加热线加热加热线l、2、3冷却时,体积收缩,进行反向变形使丁字梁矫直。
  
  丁字梁或工字梁焊接后,盖板容易产生角变形,利用火焰矫正法矫正工字粱角变形情况。
  
  减少和消除不锈钢管焊接应力的方法:
  
  在焊接工作过程中,要完全避免焊接应力,实际上是不可能的。因为熔敷金属和基本金属的高温地带不可能没有塑性变形和体积变化,但是我们可以利用下列方法来减少影响,使不超过一定的限度。
  
  (1)合理的焊接顺序不仅能够减少焊接变形,而且还可以减少焊接应力。如采用逆向分段法焊长焊缝,采用“山形”或“串联”法焊接厚焊缝等。都是减少焊接应力的有效措施。
  
  (2)焊前预热和焊后回火:焊前预热能减少不锈钢管上的温度差别,同时也可以降低焊件的冷却速度,这样就能减少应力的产生。这种焊接方法对于焊接中碳钢、高碳钢、合金钢及铸铁等金属材料,以及在严寒条件下的焊接工作,对减少内应力及防止裂缝的产生是非常有效的。
  
  不锈钢管焊后消除应力可以采用全部回火,也可以采用局部回火的方法。
  
  这里必须说明一下,焊接时往往是同时发生几种变形。例如:在板条上堆焊焊波时,同时将发生纵向、横向和角度的变形。
  
  中华不锈钢网据新闻报道:加热和冷却的结果,使不锈钢管发生单纯的热变形;热变形在某种程度上,受物件本身的刚度所限制,而在金属内发生晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件变形。所以实际变形是各种因素综合作用的结果。例如,在个别情况下,对接焊的板条沿焊缝中心线并不缩短,反而显得伸长,而板条外缘却缩短了。
  
  如果焊接变形的基本形态,则在焊接丁字型截面构件时,其中翼缘焊缝的中心线与截面通过重心的直线相重合时,预料可能不会发生弯曲,但是,实际上丁字型构件的腹板在这样情况下却发生了弯曲。有时,不锈钢管变形同时向各个方向发展,使边缘发生波浪状变形。
  
  在这种情况下,变形与所焊管材失去刚性和稳定性有关,如在焊接不锈钢管时,就可能发生这种情况,这时钢管会呈现凹凸状变形。因此,焊接结构的变形,可以综合为两大类:在焊接板材平面内的变形一一缩短和弯曲。焊接板材平面以外的变形——凸曲,波浪状变形等。

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