
焊接變形
The welding distortion of these structure is too serious.
這些結構的焊接變形太嚴重了。
The methods of welding distortion prediction are largely based on finite element analysis.
焊接變形預測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.
靜态與動态溫差拉伸結合使用,獲得了最小的焊接變形。
The prediction and controlling of welding distortion and residual stress is still a very important project in the industry.
焊接變形和殘餘應力的預測和控制至今仍然是工業生産中需要解決的重要課題。
Two methods of welding distortion straightening technique are summed up from plate model and applied to some conventional welding distortion treatment.
以鋼闆對接為例,提出了焊接變形高效矯正法的兩條途徑,并将其應用于幾種常見的焊接變形矯正中。
焊接變形(Welding Distortion) 是指金屬構件在焊接過程中因局部不均勻加熱和冷卻而産生的不可恢複的形狀和尺寸變化。這種變形是焊接固有的熱力學過程導緻的直接結果,對結構精度、裝配質量和服役性能有顯著影響。
焊接時,電弧高溫(通常超過1500°C)使焊縫區域金屬熔化,鄰近區域受熱膨脹,而遠離焊縫的母材溫度較低,形成不均勻溫度場。冷卻過程中,受熱區域收縮受阻,産生殘餘應力,當應力超過材料屈服強度時即引發塑性變形。其物理本質可表述為:
$$ delta L / L_0 = alpha Delta T $$
其中 $alpha$ 為熱膨脹系數,$Delta T$ 為溫度梯度。
根據變形形态可分為四類:
垂直于焊縫方向的尺寸縮短,與熱輸入量正相關。例如,10mm厚鋼闆對接焊時橫向收縮量可達1.5–3mm。
沿焊縫長度方向的收縮,導緻構件彎曲或翹曲。
常見于V型坡口焊接,因闆厚方向不均勻收縮形成傾角,角度偏差可達3°–5°。
細長構件因偏心收縮力發生整體彎曲,或薄闆在壓應力下局部屈曲。
焊接變形會降低裝配精度(如船舶分段錯位)、增加矯正成本(占制造總成本10%–30%),并可能誘發應力腐蝕裂紋。行業主要通過以下方法控制:
焊接變形(welding distortion)指在焊接過程中,由于局部不均勻加熱和冷卻導緻工件形狀或尺寸發生改變的現象。以下是詳細解釋:
定義與本質
焊接變形屬于材料加工中的熱變形,主要由焊接時高溫引起的熱應力導緻。當材料受熱膨脹後冷卻收縮,不同區域的溫度差異會引發内應力,最終造成整體結構扭曲。
常見類型
影響因素
包括焊接工藝參數(如電流、速度)、材料熱導率、工件厚度及約束條件等。例如,高熱輸入可能加劇變形。
控制方法
通常通過優化焊接順序、預置反變形、使用夾具固定或采用分段焊等技術減少變形。部分工程中還會通過熱處理釋放殘餘應力。
參考擴展:焊接變形可能影響結構精度和強度,因此在航空航天、船舶制造等領域需嚴格監測。
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