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钢格栅板焊接变形的影响因素

发布时间:2021-01-07

 钢格栅板焊接变形的影响因素

1. 输入热源对焊接变形的影响


  在钢格板焊接过程中,受到局部高温热源的影响,焊缝区被急剧加热,并局部熔化。该区域材料被加热,使焊接区扩展,而钢格栅周围温度相对较低区域对焊接区产生约束,从而产生弹性热应力,材料的屈服应力极限在温度升高后急剧下降,导致热弹性应力超过屈服极限,形成热压缩。


  冷却时,焊缝区材料收缩受到周围区域不均匀温度场的影响,产生不均匀的收缩变形,焊接区呈现拉伸残余应力,相邻区域承受压缩残余应力。不锈钢钢格板焊接对于热源的输入非常敏感,合理控制输入热源能量的大小对于格栅板焊件质量有重要意义。


  输入较大的热源能量会造成较大的收缩变形,反之,输入较小的热源能量会造成较小的收缩变形。因此在保证焊缝形成良好情况下,选用尽可能小的输入热源。


  2.焊缝尺寸对焊接变形的影响


  对于不锈钢钢格板焊接来说,焊缝的面积尺寸与钢格板焊件的挠曲变形有着密不可分的关系,另外,焊缝在结构中的位置对于不锈钢钢格板焊接变形也会产生影响。不对称的安排会导致焊件的弯曲变形,钢格板焊件截面中性轴越接近焊缝,相对而言弯曲变形越小;反之,焊件截面中性轴离焊缝越远,相对而言弯曲变形越大。


  3.焊板初始粗糙度和板厚对焊接变形的影响


  但在实际加工生产中不可能制造出理想情况下的不锈钢板材,其可能存在不同程度的初始挠曲变形或者初始几何缺陷,这些初始表面粗糙度和缺陷会在一定程度上造成钢格板焊接的临界失稳变形。


  对于存在不平整度问题的板材,残余应力的增加,起始阶段板材挠度的增长是相对缓慢的;但在焊接产生的残余应力超过某一定值时,瞬间板材挠度的增加会相对较快。初始粗糙度相对较大时,板材所能承受的临界载荷值就会在一定程度上降低,产生失稳变形越容易。


  因此必须严格控制不锈钢板材焊件的初始表面粗糙度,否则其会大大地影响着焊接抗失稳变形阻力和临界载荷。除初始表面粗糙度外,板材厚度对于失稳变形也是一个重要的影响因素。焊板厚度越小,其刚度就越小,抵抗弯曲变形的能力就越低,在不锈钢板材对接焊时,受到高温热源的影响,就更容易发生挠曲变形。相反,焊接厚度越大,刚度就更大,不易变形。


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