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管理与控制
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Control
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薄板焊接变形控制工艺
马钢重型机械设备制造公司
（安徽马鞍山243000）
袁有轩
【摘要】在大面积薄板焊接工程中，焊接变形量的大小是衡量该铆焊件成功与否的重要标志，因此，
控制焊接变形是技术人员重视并致力于研究的课题。
本文就夏顺项目焊接件驱动侧门的成功焊接制作经验，阐述控制薄板焊接变形的一些有效的方法。
驱动侧门是夏顺项目除磷导卫中典型的薄板焊接件，在常规工艺方法下焊接会产生较大面积的薄板（δ=3mm ）变形，整个面板部分平面度，最高点1cm ，最低边也有7 8mm 扭曲变形，不能满足图样位置公差的要求，因此，我们要制定详细的焊接工艺，通过严格控制各焊接参数来保证变形量。
1.结构件及变形基本形态分析
驱动侧门是由两块4400mm ˑ870mm ˑ3mm 主面板，并且在板反面焊接纵横向板条做骨架支撑结构，然后在通过之前做好的立柱在现场通过铰链焊接在一起，可自由开合的门体结构，其结构如图1所示。
图1
大面积薄板焊接焊缝形式主要为对接和搭接。
但这两种焊缝形式产生的变形基本一样，除产生横向收缩和纵向收缩外（见图2、3），还会产生失稳翘曲变形（见图4），即常见的薄板焊接后产生的鼓包。
2.焊接变形原因分析
（1）面积大，板比较薄，背面板条与薄板对接，
根据焊接件通用技术条件规定面板的平面度≤4mm ，这就要求在施工时根据理论与施工经验来制定严格的施工工艺，稍不注意就会使面板产生较大的凸起，给后续施工带来很大的麻烦。
重新返修难度较大，同时会使生产成本大大地增加。
问题产生原因主要
S
现场解决方案
olutions
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是在焊接工程中由于对焊接应力和变形产生的机理不了解，焊接应力释放不完全，因此要合理的进行施工工艺安排，从而控制焊接应力。
（2）钢板受热不均产生变形，造成钢板扭曲。
3.焊接工艺剖析
图5给出了引起焊接应力和变形的主要因素及其内在联系。
由图5可以看出，焊接时局部不均匀的热输入是产生焊接应力与变形的决定因素。
而热输入是通过材料、制造和结构因素所构成的内外拘束度而影响热源周围的金属运动，最终形成焊接应力的变形。
材料因素主要为材料特性、热物理常数及力学性能。
制造因素（工艺措施、夹持状态）和结构因素（构件形状、厚度及刚性等）则更多地影响着热源金属的外拘束度。
随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为焊接瞬态应力与变化。
而焊后，在室温条件下残留于构件中的内应力场和宏观变化，称为焊接残余应力与焊接残余变形。
图5引起焊接应力与变形的主要因素及其内在联系
4.优化焊接工艺确保焊接变形
（1）焊接方法先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行。
如图1中的背面板条短缝，将其由内向外焊接为一体，可自由收缩为一整体长条。
同理，焊完所有短缝，所有中心板都成为焊接后得到自由收缩、基本无应力的若干长条，然后再将每个长条由内向外连接起来，也属于在自由收缩状态下成形，这样焊接应力很小，变形也很小。
（2）分段退焊基本原理分段退焊的原理与间
歇焊和减少焊接热输入的原理基本是一样的，主要是缩小焊接区与结构整体之间的温差，从而减少变形；同时由于头尾相接的焊接顺序，前一段焊缝刚冷却下来，后一段焊缝的热量就会给前一段一部分，使其得到一次退火的机会，同时减小了前后的温差，因而消除应力、减少变形。
根据实践经验，背面板条分段退焊，应以一根焊条为一个循环，一根焊条约焊200mm ，这样要比500 600mm 一个循环变形要小的多。
这样焊的缺点是接头增加，降低美观程度，但比变形后再去处理变形要合算的多。
（3）由内向外依次进行的基本原理
如图1中
先焊中间部位横短板条再焊纵的长板条，因为两板相焊，焊缝会产生横向收缩和纵向收缩，又因内部是封闭部位，外部属自由端（越往外越明显），由内向外可使焊缝的横、纵焊缝自由收缩；反之，若先焊外部，自由端被固定，再焊内部时，焊缝的横、纵向收缩都会受到限制，因而产生较大应力，从而产生较大变形。
（4）由多名焊工均布对称施焊的基本原理
由
于不对称受热而引起变形，长条板不对称受热而引起变形。
在面板的焊接中也要由多名焊工均布对称施焊，这样可以防止由于不对称受热引起偏心力而引起变形，若对称受热，即使有应力存在，也不会引起变形，且越往外越明显，这是因为两侧的应力相等而又有足够的宽度，不会使中心板产生弯曲。
5.结语
优化焊接方法后，整个门面板看上去很平整，通过检验整个面板高低差只有3mm 左右，顺利通过夏顺方面检验交付装配现场。
（20110230）
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李万君荣获“中华技能大奖”
继2010年底荣获中国北车长客股份公司“特等劳模”称号后，2011年2月22日，电焊工李万君又登上了我国“中华技能大奖”的领奖台。
“中华技能大奖”是国家对一线技术工人的最高褒奖，素有“工人院士”之称。
之所以能从全国数十万技术工人中脱颖而出，因为李万君“代表了车辆转向架构架焊接的世界最高水平”。
（中工网—《工人日报》）。