焊接過程控制技術(shù)論文

焊接過程控制技術(shù)論文

　　近些年來，我國的工業(yè)事業(yè)迅速的發(fā)展著，焊接過程控制技術(shù)也在不斷提升，下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的焊接過程控制技術(shù)論文，希望你們喜歡。

　　焊接過程控制技術(shù)論文篇一

　　箱形梁焊接過程中焊接變形的控制

　　【摘 要】近些年來，我國的工業(yè)事業(yè)迅速的發(fā)展著，隨著科技水平的不斷提升，箱型梁的焊接結(jié)構(gòu)也被廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)工程結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域當(dāng)中。它和其它的焊接結(jié)構(gòu)一樣，因?yàn)樵诤附拥倪^程中會(huì)伴隨著急劇的非平衡加熱和冷卻，所以在箱型梁的焊接過程中就會(huì)不可避免的出現(xiàn)一些焊接變形。焊接變形對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性以及結(jié)構(gòu)使用的可靠性都有著十分巨大的影響，它是影響焊接制造工藝合理性的最關(guān)鍵原因。然而，一旦焊接后出現(xiàn)了變形就需要對(duì)其進(jìn)行必要的矯正，而現(xiàn)行的矯正設(shè)備并不完善，只能依靠火焰進(jìn)行多次矯正。然而這樣做卻并不經(jīng)濟(jì)，而且還可能會(huì)因?yàn)槌C正失敗而造成箱型梁的損耗。所以，筆者今天將在這里針對(duì)箱型梁焊接過程中焊接變形控制方面的相關(guān)問題進(jìn)行簡要地探討，希望所得的結(jié)果可以引起大家的關(guān)注與重視。

　　【關(guān)鍵詞】箱型梁;焊接過程;焊接變形

　　引言

　　在目前來說，焊接是一種制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的過程當(dāng)中一種最基礎(chǔ)的加工方法，全世界最主要的工業(yè)國家平均每年所生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)幾乎占據(jù)了鋼產(chǎn)量的百分之五十左右，而焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也覆蓋了越來越多的領(lǐng)域。在焊接結(jié)構(gòu)當(dāng)中，箱型梁的結(jié)構(gòu)焊接是一個(gè)十分重要的焊接結(jié)構(gòu)，特別是在現(xiàn)如今這個(gè)科技高速發(fā)展的社會(huì)，其應(yīng)用領(lǐng)域更是覆蓋了生活的各個(gè)方面，而其又因?yàn)樽陨硖攸c(diǎn)的原因，導(dǎo)致其在焊接過程中相當(dāng)容易變形，所以，對(duì)箱型梁的焊接變形規(guī)律進(jìn)行科學(xué)定量的分析和預(yù)測，并且在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行最優(yōu)的控制是十分必要的。它不單單對(duì)箱形梁焊接結(jié)構(gòu)自身有直接的意義，而且對(duì)于其他結(jié)構(gòu)的焊接也有著十分重要的參考價(jià)值。

　　1 箱形梁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

　　一般情況下來說，箱形梁主要是通過蓋板、腹板、底板還有隔板所組成的，其截面的形狀和我們通常所見到的箱子的截面形狀是一樣的，所以我們都稱之為箱形梁。箱形梁具有優(yōu)越的力學(xué)性能，而且這種斷面結(jié)構(gòu)還經(jīng)濟(jì)實(shí)用，所以，在當(dāng)今社會(huì)，其應(yīng)用比較廣泛，尤其是應(yīng)用到了大型的承重結(jié)構(gòu)之上，比如大型吊機(jī)、起重機(jī)以及船業(yè)設(shè)備等等[1]。

　　箱形梁的承載量比較大，而且它還能夠承受動(dòng)載荷。因此，對(duì)焊接的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，一般來說，我們需要對(duì)其四條主焊縫進(jìn)行百分之百超聲波的一級(jí)探傷。對(duì)于像是大型的吊機(jī)、起重機(jī)以及船業(yè)設(shè)備等來說，其箱形梁所連接的部位比較多，制作的精度比較高，外形的尺寸比較大，所以它一般都具有比較高標(biāo)準(zhǔn)的要求，而這也是箱形梁和其他剛接結(jié)構(gòu)焊接方式相區(qū)別的地方。

　　2 焊接變形的預(yù)測方法

　　2.1 解析法

　　解析法的理論基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)力學(xué)理論、熱傳導(dǎo)理論、彎曲理論以及殘余塑變理論等，根據(jù)這些理論基礎(chǔ)，解析法可以確定一些簡單的箱形梁焊接變形。而且，這種方法僅僅適用于簡單構(gòu)件，而較為復(fù)雜的構(gòu)件解析法就很難適用了。

　　2.2 焊縫收縮力法

　　在焊接的過程當(dāng)中，焊縫以及焊縫周圍金屬會(huì)因?yàn)楦邷氐淖饔枚a(chǎn)生壓縮性變形，這就相當(dāng)是一個(gè)外加壓力對(duì)其作用，從而使其縮短或者是變彎，我們可以把這種壓力稱之為焊縫收縮力，焊縫收縮力與其本身的結(jié)構(gòu)、焊接的方法、焊接的順序、焊接的參數(shù)還有材料的熱物理參數(shù)等都有著十分大的關(guān)系，這種方法需要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來將焊縫的收縮力計(jì)算出來。

　　2.3 線彈性體積收縮法

　　這種方法會(huì)將融化的金屬在冷卻的過程中的熱收縮假定為焊接變形的主要因素，然后再根據(jù)這個(gè)通過數(shù)值模擬或者是實(shí)驗(yàn)來確定接頭和焊縫垂直接觸部位發(fā)生熔化的界面面積。然后，再在有限元的模型當(dāng)中把這一部分一次性施加九百度的溫度，模擬其冷卻的過程，最后得到變形量[2]。

　　2.4 固有應(yīng)變法

　　其實(shí)，這個(gè)概念是日本的學(xué)者提出來的，所謂固有應(yīng)變就是說，當(dāng)表征材料切離于應(yīng)力的狀態(tài)以后處于自由狀態(tài)的時(shí)候，相比基準(zhǔn)狀態(tài)所發(fā)生的應(yīng)變。而焊接問題所固有的應(yīng)變就是相變應(yīng)變、塑性應(yīng)變以及溫度應(yīng)變?nèi)叩木C合。當(dāng)焊接的構(gòu)件在經(jīng)過了一次焊接熱循環(huán)之后，它的溫度會(huì)迅速的回歸到零度，那么其固有應(yīng)變也就是相變應(yīng)變參與和塑性應(yīng)變之和。

　　2.5 熱彈塑性有限元法

　　可以說，到目前為止這是預(yù)測箱型梁焊接變形最重要的也是適應(yīng)性最好的方法。但是，使用這種方法的時(shí)候需要進(jìn)行特別復(fù)雜的計(jì)算，而且對(duì)于在焊接過程中鋼架結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)行為也需要進(jìn)行模擬，還要對(duì)多種因素的影響規(guī)律做出必要的研究。

　　3 焊接變形的控制措施

　　筆者將對(duì)焊接變形的控制措施分為兩種，一種是設(shè)計(jì)措施，一種是工藝措施。

　　3.1 設(shè)計(jì)措施

　　在這里有三點(diǎn)要求：(1)對(duì)焊縫的尺寸以及形式選擇要合理，焊縫的尺寸會(huì)直接的影響到焊接的工作量以及焊接變形的程度，一般來說，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候需要采用比較小的焊縫尺寸;(2)將不必要的焊縫減到最小，在對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)筋板的形狀進(jìn)行合理的選擇，而且對(duì)于其位置的安排也需要做到合理，只有將焊縫減少，才能夠減少焊接的變形;(3)對(duì)焊縫的位置進(jìn)行合理的安排。

　　3.2 工藝措施

　　工藝措施方面，筆者也有三方面的建議：(1)預(yù)防措施，這是在焊接進(jìn)行之前需要做的，所采用的方法除了以上我們所介紹的預(yù)測方法以外，還可以采用預(yù)變形法、鋼性固定組裝法以及預(yù)拉伸法等;(2)對(duì)焊接的過程進(jìn)行控制，一般采取合理的焊接方法和合理規(guī)范的焊接參數(shù)，而且焊接順序和流程也務(wù)必有序;(3)焊后矯正，當(dāng)箱型梁焊接完成以后，就只能夠通過被動(dòng)的矯正措施來消除已經(jīng)發(fā)生了的變形，其矯正方法一般分為機(jī)械矯正和熱矯正兩種[3]。

　　4 結(jié)語

　　在鋼結(jié)構(gòu)制造當(dāng)中，對(duì)箱型梁的焊接是最為常見的結(jié)構(gòu)形式。雖然其外形很簡單，形狀看起來也是方方正正的，但正是因?yàn)檫@個(gè)原因，它對(duì)焊接后變形的控制要求的更為嚴(yán)格。所以，我們需要對(duì)箱形梁在焊接過程中出現(xiàn)的一些變形的因素進(jìn)行相關(guān)的分析和研究，并采取一些有效的修復(fù)措施，以此來對(duì)箱形梁在焊接的過程中所發(fā)生的焊接變形進(jìn)行控制，從而使箱形梁的焊接更為牢固可靠，也使箱形梁在更為廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得到更為廣泛的應(yīng)用，從而更好地服務(wù)于人類，創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]周宏，羅宇，蔣志勇，馬坤明.大型船舶結(jié)構(gòu)焊接變形固有應(yīng)變法預(yù)測研究[J].江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010(02).

　　[2]張偉，尹勇，曲曉明，陳志超，衣福生.轉(zhuǎn)載機(jī)槽體的焊接變形控制[J].金屬加工(熱加工)，2010(02).

　　[3]方大東，陳策.潤揚(yáng)長江公路大橋斜拉橋鋼箱梁制造的關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(03).

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