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，因為在焊接的過程中會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不可避免的出現(xiàn)一些焊接變形。焊接變形對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的完整性以及結(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)了變形就需要對其進行必要的矯正，而現(xiàn)行的矯正設(shè)備并不完善，只能依靠火焰進行多次矯正。然而這樣做卻并不經(jīng)濟，而且還可能會因為矯正失敗而造成箱型梁的損耗。所以，筆者今天將在這里針對箱型梁焊接過程中焊接變形控制方面的相關(guān)問題進行簡要地探討，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)焊接是一個十分重要的焊接結(jié)構(gòu)，特別是在現(xiàn)如今這個科技高速發(fā)展的社會，其應(yīng)用領(lǐng)域更是覆蓋了生活的各個方面，而其又因為自身特點的原因，導(dǎo)致其在焊接過程中相當(dāng)容易變形，所以，對箱型梁的焊接變形規(guī)律進行科學(xué)定量的分析和預(yù)測，并且在這一基礎(chǔ)上進行最優(yōu)的控制是十分必要的。它不單單對箱形梁焊接結(jié)構(gòu)自身有直接的意義，而且對于其他結(jié)構(gòu)的焊接也有著十分重要的參考價值。

　　1 箱形梁的結(jié)構(gòu)和特點

　　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)濟實用，所以，在當(dāng)今社會，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、起重機以及船業(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載荷。因此，對焊接的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，一般來說，我們需要對其四條主焊縫進行百分之百超聲波的一級探傷。對于像是大型的吊機、起重機以及船業(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因為高溫的作用而產(chǎn)生壓縮性變形，這就相當(dāng)是一個外加壓力對其作用，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)驗公式來將焊縫的收縮力計算出來。

　　2.3 線彈性體積收縮法

　　這種方法會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)這個通過數(shù)值模擬或者是實驗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，這個概念是日本的學(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，使用這種方法的時候需要進行特別復(fù)雜的計算，而且對于在焊接過程中鋼架結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)行為也需要進行模擬，還要對多種因素的影響規(guī)律做出必要的研究。

　　3 焊接變形的控制措施

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

　　3.1 設(shè)計措施

　　在這里有三點要求：(1)對焊縫的尺寸以及形式選擇要合理，焊縫的尺寸會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，我們在設(shè)計的時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，在對焊縫結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，需要對筋板的形狀進行合理的選擇，而且對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)對焊縫的位置進行合理的安排。

　　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)對焊接的過程進行控制，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，但正是因為這個原因，它對焊接后變形的控制要求的更為嚴(yán)格。所以，我們需要對箱形梁在焊接過程中出現(xiàn)的一些變形的因素進行相關(guān)的分析和研究，并采取一些有效的修復(fù)措施，以此來對箱形梁在焊接的過程中所發(fā)生的焊接變形進行控制，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)造出更多的價值。

　　參考文獻：

　　[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(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，2013(03).

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