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节能大型风扇焊接变形分析
发布人:www.fans369.com时间:2020-10-16浏览
      随着节能大型风扇国内应用的增多,风扇的一些加工工艺导致的问题也慢慢暴露出来,焊接变形就是很严重的状况。大型风扇的焊接部位一般在结构件的连接处,如果有变形现象,将会影响风扇整体的结构牢固度,甚至导致脱焊、结构件脱落等严重事件。
      要处理焊接变形问题,首先我们要了解在节能大型风扇加工生产中会导致焊接变形的因素。
1、材料因素的影响
      材料的影响是由自身的化学成分、组织状态以及力学性能等方面,都会对其焊接性有必然影响如:铝和钛的化学性质很活泼,铝制品却很耐腐蚀,但是比较容易氧化和烧损,因此在焊接时,它们就比铁要困难得多。材料因素对焊接变形的影响通常会由两方面决定,一是焊接材料,包括焊条、焊剂、焊丝、金属粉末和气体等。二是材料的热物理性能参数与力学性能参数。物理性能参数的影响比较单一,受热传导系数上越小,温度梯度越大,焊接变形就会越明显。力学性能对焊接变形的影响相对非常复杂,会随着热膨胀系数的增加焊接变形就更加明显。同时材料随着弹性模量的不断增加,焊接变形相反而减少,并且较高的屈服极限会造成更高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增,并造成脆性断裂。此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大就会造成焊接变形得以减少。
2、焊缝在结构中的位置影响
      焊缝在焊接结构中的位置影响是显而易见的,结构在焊接变形过程中工件本身的拘束度是可以变化的,金属结构的刚性由结构的截面形状和尺寸的大小决定。自身为变拘束结构,随拘束度的增加,焊接残余应力增加,而焊接变形则相应减少。同时还受到外加拘束的影响,而最终还是受位置对称性的影响。
3、焊接工艺对焊接变形的影响
      焊接工艺对焊接变形的影响有收缩量因素,焊缝的纵向收缩量是随着焊缝长度的增大而增大;间断焊缝比连续焊缝的收缩量小。同时焊接方法、构件的定位或固定方法、焊接输入电流电压量、焊接胎架及夹具的应用、焊接顺序等对焊接变形都有影响。而影响最大的是焊接顺序,通常情况下,改变焊接顺序往往能够改变残余应力的分布和应力状态,减少焊接变形等发生多层焊和焊接工艺参数也对焊接变形影响非常大。
      针对以上成因,要想避免节能大型风扇焊接变形,我们可以采取以下措施。
1、改进焊接结构设计
      焊接尺寸对焊接变形有着明显的影响,焊缝尺寸大会影响焊接量大,同时还对焊接变形也影响大。所以在保证结构的承载能力的条件下,设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸。同时还需要避免焊缝的不均匀布置与集中分布,设计焊接结构时,使焊缝对称于截面中性轴,或者使焊缝接近中性轴微果是对梁、柱等类型结构的挠曲变形减少有好的作用。同时为了保证结构具有足够的承载能力,需要减少不必要的焊缝,采用压型结构代替肋板结构,满足较小焊缝的尺寸需求,可以有效防止薄板结构变形,达到控制焊接变形发生。
2、提高焊接工艺方法
      在焊接构件生产制造过程中,选择合理的焊接方法和规范。焊前,需要预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。反变形法事先估计好焊件焊接变形大小和方向,在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量,焊后焊接残余变形抵消了预变形量,使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定,提前对焊件加以固定,提高结构刚性来限制焊接变形,可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。预拉伸法多用于薄板平面构件,在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下焊接焊后,去除预拉伸或加热,薄板恢复初始状态,可有效地降低焊接残余应力控制焊接变形。
3、做好焊后矫正工作
      当构件焊接后,焊接结构不可避免地要产生焊接变形,只能通过矫正焊接变形措施来减小或消除已发生的残余变形,矫正焊接变形有机械校正法、火焰校正法。采用机械校正法校正前要分析焊缝应力的方向,并找准应力点,以采取适当的方法操作。采用火焰校正法认真分析变形发生状况,并制定矫正工作方法,才能确定加热位置及矫正步骤。同时还需要对材料性质的认真了解,然后决定加热温度达到,目的是使易受温度影响的材料能够有效避免在性能上产生变化,对构件产生影响。在矫正薄板时,对受热温度的影响区窄,在锤击时尽量要用木锤,才能很好的达到矫正的效果。
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