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工程机械产品品种繁多、焊接件几何形状复杂,尺寸、重量相差悬殊,工序长短和复杂程度也各不相同。大都是采用焊条电弧 焊、气体保护焊、埋弧焊等焊接工艺方法。
本文从焊接变形产生的机理角度进行探索,提出了减少焊接变形的措施,并对焊后减少焊接应力、焊接变形矫正等方面提出有 效的解决方法。
一、焊接变形产生的机理
众所周知,焊接过程是利用电弧热、物理热、化学热等热能将母材金属及焊材融化形成焊接熔池,熔池凝固从液相转变成固相 的结晶过程,本质上是一个冶金过程。焊接凝固和铸造凝固虽然都经历结晶成核、长大的过程。但前者是非平衡凝固,后者是 平衡凝固,二者有很大区别。
1、焊接熔池体积小,冷却速度快。其平均冷却速度高达100oC/S,约为铸造的104倍。所以焊缝金属中容易形成气孔、裂纹、 夹杂、偏析等缺陷。
2、熔池中的液态金属处于过热状态,熔池中心与边缘的液态金属温度梯度比铸造高103-104倍。
3、熔池在运动状态下结晶,结晶前沿随热源同步移动,结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长,到焊缝中心区停止生长。此 区是杂质易聚集区。
4、母材融合线上存在大量现成表面,在半融化晶粒上形核后外生长成联生结晶,表现出焊接熔池非均质形核的特点。