大型箱體焊接變形控制技術的探討與總結

胡韻

公司承接一大型箱體骨架的制作任務。該箱體長12.5米，寬2.1米。該產品焊接工作量大且焊接完成后需要機加工，如果不能控制好焊接變形，將無法加工，造成產品不合格。我公司技術人員在產過程中，根據產品的要求，改進工藝，制訂了一整套焊接變形預防、校正措施。最終保證了產品質量合格，順利交驗。

該產品有2個邊梁，1個縱梁，2個端梁及18個橫梁組成。邊梁及縱梁長12.5米，結構如圖1。

圖1

試樣件生產時發現邊梁、縱梁焊接后主要產生角變形，旁彎變形以及腹板波浪變形。其中波浪變形10~15mm。不合圖紙要求，且校正難度很大。對于這些變形我們公司在正式生產時，分別采用如下措施進行改進。

1.邊梁縱梁單件組裝及焊接工藝措施

1.1 縱梁及邊梁組焊時，為控制角變形及旁彎變形在翼板與腹板點焊防變形三角板，尺寸為8×200×200(mm),每300mm焊接一個。腹板一側點焊4根40×40×5000(mm)的鋼條進行固定，以控制腹板的波浪變形。焊接完成后腹板波浪變形控制在3~4mm。符合組裝要求。

1.2 對角變形采用H型鋼翼緣校正機進行校正。產品型號為

YJT-60B。其工作原理為在一副下矯正輥和兩副上矯正輥組成的T字型型腔中，當下矯正輥在液壓缸的推動下頂升時,H型鋼的翼板在三點受力的狀態下發生塑性變形，同時下矯正輥受主減速機的驅動回轉，這樣H型鋼的翼板在這一確定型腔下滾壓矯正，連續生產，若以此矯正不足，可反復兩個方向矯正，生產效率很高。

1.3 對旁彎變形采用壓力機校正。壓力機型號為Y32-300四柱液壓機。其原理是利用外力使構件產生與焊接變形方向相反的塑性變形，使兩者相互抵消。{1}

經以上預防及校正措施，邊梁與縱梁的焊接變形得到有效控制具備組裝箱體的條件。

2.箱體組裝焊接

2.1 箱體組裝時，對外形采用大靠山固定，將邊梁與縱梁點焊在靠山上，保證焊后直線度在許可范圍內，底面采用壓板壓緊的方式，將底面壓緊在調好水平的工作平臺上，防止焊后平面度超差。

2.2 對于腹板，使用調節螺桿對局部不平處進行找平，這樣既可以保證內檔尺寸在退火后不會變化，又保證腹板局部不平處經退火得到校正。具體布置見圖2。

圖2

2.3 箱體焊接時，因先焊接立焊縫，由中間向兩邊對稱施焊，使得焊接變形相互抵消。且立焊縫焊完后對平焊縫形成拘束，對控制箱體長度、寬度尺寸有利。

3.退火前準備

采用專用退火平臺，該平臺已經過機加工與退火，其內應力已釋放。退火前將骨架點焊在平臺上。箱體四周用靠山固定住。使得退火后不會產生較大變形。

綜述控制焊接變形可以采用在焊前的預防變形措施和在焊接過程中的積極工藝措施。在焊接后只好選用適合的矯正措施來減小或消除已發生的殘余變形。{2}

4.參考文獻

[1] 田錫唐.焊接結構.北京：機械工業出版社，1982.

[2] 中國機械工程學會焊接分會.焊接手冊(第2版）.北京：機械工業出版社，2001.