
焊接变形
The welding distortion of these structure is too serious.
这些结构的焊接变形太严重了。
The methods of welding distortion prediction are largely based on finite element analysis.
焊接变形预测方法大都基于有限元分析。
The minimum welding distortion was obtained by the combination of static and dynamic thermal tensioning.
静态与动态温差拉伸结合使用,获得了最小的焊接变形。
The prediction and controlling of welding distortion and residual stress is still a very important project in the industry.
焊接变形和残余应力的预测和控制至今仍然是工业生产中需要解决的重要课题。
Two methods of welding distortion straightening technique are summed up from plate model and applied to some conventional welding distortion treatment.
以钢板对接为例,提出了焊接变形高效矫正法的两条途径,并将其应用于几种常见的焊接变形矫正中。
焊接变形(Welding Distortion) 是指金属构件在焊接过程中因局部不均匀加热和冷却而产生的不可恢复的形状和尺寸变化。这种变形是焊接固有的热力学过程导致的直接结果,对结构精度、装配质量和服役性能有显著影响。
焊接时,电弧高温(通常超过1500°C)使焊缝区域金属熔化,邻近区域受热膨胀,而远离焊缝的母材温度较低,形成不均匀温度场。冷却过程中,受热区域收缩受阻,产生残余应力,当应力超过材料屈服强度时即引发塑性变形。其物理本质可表述为:
$$ delta L / L_0 = alpha Delta T $$
其中 $alpha$ 为热膨胀系数,$Delta T$ 为温度梯度。
根据变形形态可分为四类:
垂直于焊缝方向的尺寸缩短,与热输入量正相关。例如,10mm厚钢板对接焊时横向收缩量可达1.5–3mm。
沿焊缝长度方向的收缩,导致构件弯曲或翘曲。
常见于V型坡口焊接,因板厚方向不均匀收缩形成倾角,角度偏差可达3°–5°。
细长构件因偏心收缩力发生整体弯曲,或薄板在压应力下局部屈曲。
焊接变形会降低装配精度(如船舶分段错位)、增加矫正成本(占制造总成本10%–30%),并可能诱发应力腐蚀裂纹。行业主要通过以下方法控制:
焊接变形(welding distortion)指在焊接过程中,由于局部不均匀加热和冷却导致工件形状或尺寸发生改变的现象。以下是详细解释:
定义与本质
焊接变形属于材料加工中的热变形,主要由焊接时高温引起的热应力导致。当材料受热膨胀后冷却收缩,不同区域的温度差异会引发内应力,最终造成整体结构扭曲。
常见类型
影响因素
包括焊接工艺参数(如电流、速度)、材料热导率、工件厚度及约束条件等。例如,高热输入可能加剧变形。
控制方法
通常通过优化焊接顺序、预置反变形、使用夹具固定或采用分段焊等技术减少变形。部分工程中还会通过热处理释放残余应力。
参考扩展:焊接变形可能影响结构精度和强度,因此在航空航天、船舶制造等领域需严格监测。
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