Die Methoden zur Verhinderung und Reduzierung von Schweißverformungen müssen die Gestaltung des Schweißprozesses berücksichtigen und die Variation von Heiß- und Kaltzyklen während des Schweißens überwinden.Schrumpfung kann nicht beseitigt, aber kontrolliert werden.Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Schrumpfverformung zu reduzieren.
1 Nicht zu viel schweißen
Je mehr Metall in die Schweißnaht eingefüllt wird, desto größer wird die Verformungskraft.Die richtige Größe der Schweißnaht kann nicht nur zu geringeren Schweißverformungen führen, sondern auch Schweißmaterial und Zeit sparen.Die Menge an Schweißgut zum Füllen der Schweißnaht sollte minimal sein und die Schweißnaht sollte flach oder leicht konvex sein.Zu viel Schweißgut erhöht die Festigkeit nicht.Im Gegenteil, es erhöht die Schrumpfkraft und die Schweißverformung.
2 Diskontinuierliche Schweißnaht
Eine weitere Möglichkeit, die Füllmenge der Schweißnaht zu reduzieren, besteht darin, häufiger intermittierend zu schweißen.Beispielsweise kann beim Schweißen von verstärkten Blechen durch intermittierendes Schweißen die Menge der Schweißnahtfüllung um 75 % reduziert werden und gleichzeitig die erforderliche Festigkeit gewährleistet werden.
3. Reduzieren Sie den Schweißdurchgang
Das Schweißen mit grobem Draht und weniger Durchgängen weist eine geringere Verformung auf als das Schweißen mit dünnem Draht und mehr Durchgängen.Bei mehreren Durchgängen erhöht die durch jeden Durchgang verursachte Schrumpfung kumulativ die gesamte Schweißnahtschrumpfung.Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, liefert der Schweißprozess mit weniger Durchgängen und dicker Elektrode bessere Ergebnisse als der mit mehreren Durchgängen und dünner Elektrode.
Hinweis: Der Schweißprozess von Grobdraht, weniger Durchgangsschweißen oder Feindraht, Mehrgangschweißen hängt vom Material ab.Im Allgemeinen sind kohlenstoffarmer Stahl, 16Mn und andere Materialien für grobes Drahtschweißen und weniger Durchgangsschweißen geeignet.Edelstahl, Kohlenstoffstahl und andere Materialien eignen sich zum Feindraht- und Mehrlagenschweißen
4. Anti-Deformations-Technologie
Biegen oder neigen Sie die Teile vor dem Schweißen in die entgegengesetzte Richtung der Schweißverformung (außer beim Umkehrschweißen oder Vertikalschweißen).Der voreingestellte Betrag der Rückverformung sollte durch Versuche ermittelt werden.Das Vorbiegen, Voreinstellen oder Vorbiegen von Schweißteilen ist eine einfache Möglichkeit, Schweißspannungen durch den Einsatz umgekehrter mechanischer Kräfte auszugleichen.Beim Voreinstellen des Werkstücks kommt es zu einer Verformung, die dazu führt, dass das Werkstück der Schweißschrumpfspannung entgegengesetzt ist.Die voreingestellte Verformung vor dem Schweißen gleicht sich mit der Verformung nach dem Schweißen aus, wodurch das Schweißwerkstück eine ideale Ebene erhält.
Eine andere übliche Methode, die Kontraktionskraft auszugleichen, besteht darin, dieselben Schweißer aneinander zu platzieren und sie zusammenzuklemmen.Diese Methode kann auch zum Vorbiegen verwendet werden, wobei der Keil vor dem Spannen an der entsprechenden Stelle des Werkstücks platziert wird.
Spezielle Hochleistungsschweißgeräte können aufgrund ihrer eigenen Steifigkeit oder der Lage der Teile zueinander die erforderliche Ausgleichskraft erzeugen.Wenn diese Ausgleichskräfte nicht erzeugt werden, sind andere Methoden erforderlich, um die Schrumpfkraft der Schweißmaterialien auszugleichen und so den Zweck der gegenseitigen Aufhebung zu erreichen.Die Ausgleichskraft kann eine andere Schrumpfungskraft, eine durch die Befestigung erzeugte mechanische Bindungskraft, eine Bindungskraft beim Zusammenbau und die Schweißreihenfolge von Komponenten oder eine durch die Schwerkraft erzeugte Bindungskraft sein.
5 Schweißsequenz
Bestimmen Sie entsprechend der Struktur des Werkstücks eine angemessene Montagereihenfolge, damit die Struktur des Werkstücks in derselben Position schrumpft.Im Werkstück und in der Welle wird eine doppelseitige Nut geöffnet, das Mehrschichtschweißen übernommen und die doppelseitige Schweißreihenfolge festgelegt.Bei Kehlnähten kommt intermittierendes Schweißen zum Einsatz, wobei die Schrumpfung in der ersten Schweißnaht durch die Schrumpfung in der zweiten Schweißnaht ausgeglichen wird.Die Vorrichtung kann das Werkstück in der gewünschten Position halten, wodurch die Steifigkeit erhöht und die Schweißverformung reduziert wird.Dieses Verfahren wird häufig beim Schweißen kleiner Werkstücke oder kleiner Komponenten eingesetzt, da es aufgrund der erhöhten Schweißspannung nur für die Kunststoffstruktur von kohlenstoffarmem Stahl geeignet ist.
6 Schrumpfkraft nach dem Schweißen entfernen
Schlagen ist eine Möglichkeit, dem Schrumpfen der Schweißnaht entgegenzuwirken, ebenso wie die Schweißnahtkühlung.Durch das Gewindeschneiden wird die Schweißnaht länger und dünner, wodurch Spannungen abgebaut werden (elastische Verformung).Allerdings ist bei dieser Methode zu beachten, dass die Schweißnahtwurzel nicht geschlagen werden kann, wodurch es zu Rissen kommen kann.Bei Deckschweißungen ist Schlagwerk grundsätzlich nicht möglich.
Denn die Deckschicht kann Schweißrisse aufweisen, die die Schweißnahterkennung und den Härtungseffekt beeinträchtigen.Daher ist der Einsatz der Technologie begrenzt, und es gibt sogar Fälle, in denen das Gewindeschneiden nur im Mehrschichtdurchgang (mit Ausnahme des Bodenschweißens und des Deckelschweißens) erforderlich ist, um das Verformungs- oder Rissproblem zu lösen.Die Wärmebehandlung ist auch eine der Methoden, um die Schrumpfkraft zu beseitigen, die hohe Temperatur zu kontrollieren und das Werkstück abzukühlen.Manchmal wird das gleiche Werkstück Rücken an Rücken gespannt und geschweißt, wobei dieser Ausrichtungszustand verwendet wird, um Spannungen zu beseitigen, so dass die Restspannung des Werkstücks minimal ist.
6. Reduzieren Sie die Schweißzeit
Beim Schweißen entsteht Wärme und Kälte, und die Wärmeübertragung braucht Zeit.Daher beeinflusst auch der Zeitfaktor die Verformung.Im Allgemeinen ist es wünschenswert, das Schweißen so schnell wie möglich abzuschließen, bevor der Großteil des Werkstücks erhitzt und ausgedehnt wird.Schweißprozesse wie Art und Größe der Elektrode, Schweißstrom, Schweißgeschwindigkeit usw. beeinflussen den Grad der Schrumpfung und Verformung des Schweißwerkstücks.Der Einsatz maschineller Schweißgeräte reduziert die Schweißzeit und das Ausmaß der durch Hitze verursachten Verformung.
Zweitens andere Methoden zur Reduzierung der Schweißverformung
1 Wasserkühlblock
Viele Techniken können verwendet werden, um die Schweißverformung spezieller Schweißgeräte zu kontrollieren.Beispielsweise kann beim Dünnblechschweißen der Einsatz von wassergekühlten Blöcken die Wärme vom geschweißten Werkstück abführen.Das Kupferrohr wird durch Hartlöten oder Löten an die Kupferhalterung geschweißt und das Rohr wird im Umlauf gekühlt, um Schweißverformungen zu reduzieren.
2 Keilblock-Positionierungsplatte
„Positionierungsplatte“ ist eine wirksame Kontrolle der Schweißverformung der Stahlplatten-Stumpfschweißtechnologie, wie in der Abbildung dargestellt.Ein Ende der Positionierplatte wird an einer Platte des Werkstücks angeschweißt, das andere Ende des Keilblocks wird in der Pressplatte verkeilt.Es können sogar mehrere Positionierungsplatten angeordnet werden, um die Positionierung und Fixierung der Schweißstahlplatte während des Schweißens beizubehalten.
3. Beseitigen Sie thermische Spannungen
Außer in Sonderfällen ist der Einsatz von Erwärmung zum Abbau von Spannungen nicht die richtige Methode. Sie sollte vor dem Schweißen des Werkstücks durchgeführt werden, um Schweißverformungen vorzubeugen oder zu reduzieren.
Third, Abschluss
Um den Einfluss von Schweißverformung und Eigenspannungen zu reduzieren, sollten beim Entwerfen und Schweißen des Werkstücks folgende Punkte beachtet werden:
(1) Kein übermäßiges Schweißen;(2) Steuern Sie die Positionierung des Werkstücks.(3) So weit wie möglich diskontinuierliches Schweißen verwenden, sollte jedoch den Konstruktionsanforderungen entsprechen;(4) Möglichst kleine Schweißfußgröße;(5) Beim Schweißen mit offener Nut sollte die Schweißmenge der Verbindung minimiert werden und eine bilaterale Nut sollte als Ersatz für eine Einzelnutverbindung in Betracht gezogen werden.(6) Mehrschichtiges und mehrlagiges Schweißen sollte so weit wie möglich übernommen werden, um einschichtiges und beidseitiges Schweißen zu ersetzen.Öffnen Sie das doppelseitige Nutschweißen am Werkstück und an der Welle, übernehmen Sie das Mehrschichtschweißen und bestimmen Sie die doppelseitige Schweißreihenfolge.(7) mehrschichtiges Schweißen mit weniger Durchgängen;(8) Einführung eines Schweißverfahrens mit geringer Wärmezufuhr, was eine höhere Schmelzrate und eine schnellere Schweißgeschwindigkeit bedeutet;(9) Der Positionierer wird verwendet, um das Werkstück in die schiffsförmige Schweißposition zu bringen.Die schiffsförmige Schweißposition kann einen Draht mit großem Durchmesser und einen Schweißprozess mit hoher Schmelzrate verwenden.(10) So weit wie möglich in der Neutralisationswelle des Werkstücks Schweißnaht und symmetrisches Schweißen;(11) So weit wie möglich durch die Schweißreihenfolge und Schweißpositionierung, um eine gleichmäßige Verteilung der Schweißwärme zu gewährleisten;(12) Schweißen in der uneingeschränkten Richtung des Werkstücks;(13) Verwenden Sie zur Einstellung und Positionierung Vorrichtungen, Werkzeuge und Positionierungsplatten.(14) Werkstück vorbiegen bzw. Schweißverbindung entgegen der Kontraktionsrichtung vorpositionieren.(15) Separates Schweißen und Gesamtschweißen entsprechend der Reihenfolge, das Schweißen kann das Gleichgewicht um den Neutralisationsschacht herum aufrechterhalten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Dezember 2022