在焊接工艺上如何防止韧化

⑴ 防止和减小焊接结构变形的工艺措施主要有哪些

工艺措施是指在焊接构件生产制造过程中所采用的一系列措施,将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后矫正措施。

1 焊前预防措施

焊前预防主要包括预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。

预变性法或称反变形法是根据预测的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(反变形量),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。

预拉伸法多用于薄板平面构件,焊接时在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下进行的。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。预热的作用在于减小温度梯度,不同的预热温度在降低残余应力的作用方面有一定的差别,预热温度在300℃～400℃时,在钢中残余应力水平降低了30%～50%,当预热温度为200℃时,残余应力水平降低了10%～20%。

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,可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。

2 焊接过程控制措施

焊接过程控制主要方法有采用合理的焊接方法和焊接规范参数,选择合理的焊接顺序以及采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施。选择线能量较低的焊接方法以及合理地控制焊接规范参数可以有效地防止焊接变形。采用随焊两侧加热、随焊碾压、随焊跟踪激冷等措施可以降低残余应力和减小焊接变形。采用随焊两侧加热,横向应变、纵向应变和最大剪切应变的分布更加均匀,变化更加平缓,起到减小焊接残余应力和变形的作用。随焊碾压法由于设备复杂、使用不便等原因,在生产应用中受到一定的限制,但该方法在提高焊接变形等方面具有理想的效果。随焊激冷法能够显著地降低残余应力和减少焊接变形。

焊接顺序对焊接残余应力和变形的产生影响较大,在采用不同的焊接顺序时,可以改变残余应力的分布规律,但对残余应力整体幅值的降低作用不大,同时该方法对于控制焊接变形有较大的作用,尤其在多道焊中,作用更加明显。

3 焊后矫正措施

当构件焊接后,只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。焊后矫正措施主要分为加热矫正法和机械矫正法。加热矫正法又分为整体加热和局部加热。

整体热矫正是指将整体构件加热至锻造温度以上再进行矫正的方法,可用以消除较大的形状偏差。但是焊后整体加热容易引起冶金方面的副作用,限制了该方法的进一步推广及应用。

局部热矫正多采用火焰对焊接构件局部加热,在高温处,材料的热膨胀受到构件本身刚性制约,产生局部压缩塑性变形,冷却后收缩,抵消了焊后部位的伸长变形,达到矫正目的,火焰加热法采用一般的气焊焊炬,不需要专门的设备,方法简便灵活,因此在生产上广为应用。

此外,还有利用机械力或冲击能等进行焊接变形矫正,包括静力加压矫直法、焊缝滚压法、锤击法等。

⑵ 如何提高焊接haz韧性，韧化的途径有哪些

厚钢板（JIS中的厚板相当于中国的中、厚板）大部分作为焊接结构钢使用。为了确保安全性，除母材之外，确保焊接部位的韧性极为重要。特别是为了防止韧性劣化，确保焊接热影响区（HAZ）的高韧性是必不可少的。作为对策，早先的细化HAZ组织是有效的。该技术对以氧化物为核心，利用复合夹杂物的晶内相变控制进行了广泛而深入的研究，也被定义为氧化物冶金学。
2 利用钢中非金属夹杂物的组织控制技术的实用化。
为了确保HAZ韧性，以下三点措施是有效的：
HAZ组织的有效晶粒直径（下称deff）的微细化；
② 钢基体的高韧性化；
③ 减少成为岛状马氏体（下称M）那样断裂起点的脆化相。利用Ti2O3夹杂的“晶内铁素体（IGF）”技术可有效的细化deff。IGF钢的组织控制技术引人注目，特别是在焊接过程中或焊接后，焊接部位不能像母材那样进行轧制加工时，即无法采用TMCP技术，这时只能寄希望于IGF技术。
3 金属学因子对IGF相变的影响
在利用IGF的组织控制中，若改变钢的成分和冷却速度，晶界F的生成量就会发生大的变化，从而使IGF分率受到大的影响。特别是在淬透性低的组分或冷速小的场合，因F在较高温度下开始生成，增大了晶界F量。晶界F的生成使A晶粒内的C浓度增加，从而降低了IGF相变的驱动力。当A晶粒直径和冷却速度越小时，上述效果就越大。
研究表明，溶质原子的缺乏层会对生成核附近的相变驱动力产生影响。还根据热处理条件的不同测定了IGF分率，以查明在高温下，不同的保持温度和保持时间对相变行为（即IGF分率）的影响。结果表明，IGF分率根据上述温度和时间的不同而在0～0.8%之间变化，且随保温时间的延长而持续下降。如在1373K保温1000s，IGF分率仅降至40%；但若在1523K保温300s，就基本上不能生成IGF（即其分率为0）。
用收敛离子束（FIB）加工法将表示以上IGF分率的试样薄膜化而制成电镜观察试样。
用Φ2nm的电子束对上述薄膜试样组成进行分析的结果表明：在1523K保温1000s的试样上未发现Mn浓度下降，而在1373K保温100～1000s时的Mn浓度下降量分别达0.4%和0.2%，界面Mn浓度的下降是因相变温度约提高了10℃，据此可知这对于促进IGF生成是有效的。
在MnS周边的合金元素缺乏层，即使在其他S化物（CuS）和（C，N）化物周边也能形成，但在（C，N）化物上，C、N的扩散即使在低温也很快，故实际生成缺乏层的可能性低。另一方面，计算表明存在Nb、V、Ti等合金元素缺乏层，但其对相变的影响尚不明确。

⑶ 如何防止焊接的变形和焊接变形后 正确的校正方法

焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。

减少焊接应力与变形的工艺措施主要有：

1、预留收缩变形量：根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量，以便焊后 工件达到所要求的形状、尺寸。

2、反变形法：根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。

3、刚性固定法焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。

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焊接注意事项：

1、焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。并必须采取防止触电、火灾等事故的安全措施。

2、对焊机应安置在室内，并应有可靠的接地或接零。电焊导线长度不宜大于30m，当需要加长导线时，应相应增加导线的截面。当多台对焊机并列安装时，相互间距不得小于3m，应分别接在不同相位的电网上，并应分别有各自的刀型开关。

3、焊接现场10m范围内，不得堆放油类、木材、氧气瓶、乙炔发生器等易燃、易爆物品。

4、作业前，应检查并确认对焊机的压力机构灵活，夹具牢固，气压、液压系统无泄漏，一切正常后，方可施焊。

参考资料来源：网络-焊接

参考资料来源：网络-焊接变形

参考资料来源：网络-校正方法

⑷ 何谓“韧性”其力学性能指标是什么如何防止零件韧性不足导致断裂。

韧性，物理学概念，表示材料在塑性变形和破裂过程中吸收能量的能力。韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。韧性可在材料科学及冶金学上，韧性是指材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力，其定义为材料在断裂前所能吸收的能量与体积的比值。为防止钢结构的脆性断裂，除了必要时需按断裂力学原理作断裂分析外，一般应注意以下几个方面：
①合理设计和选用钢材：具体设计时应注意选择合适的结构方案和杆件截面、连接及构造型式，避免截面的急剧改变，减小构造应力集中。应根据结构的荷载情况（包括静力或动力性质）、所处环境温度和所用钢材厚度，选用合适的钢种并提出需要的技术要求（包括必要的冲击韧性要求）等。
②合理制造和安装：钢材的冷加工易使钢材发生硬化和变脆，应采取措施尽量减少其不利影响。焊接尤其是手工焊接容易产生裂纹或类似裂纹式缺陷，应选择合适的焊接工艺和参数，力求减少焊接缺陷，如对厚钢板采用焊前预热、焊后保温或热处理等措施、使用合格焊工、必要的质量检验等。对结构和构件的拼装应采用合理的工艺顺序，提高精度，减小焊接和装配残余应力。
③建立必要的使用维修规定和措施：应保证结构按设计规定的用途、荷载和环境条件使用不得超规范使用。建立必要的维修措施，经常监视结构尤其是承受动力荷载结构发生裂纹或类裂纹等缺陷或损坏的情况。

⑸ 焊接工作的防护及注意事项有哪些

1）个人防护用品金属焊接和切割作业人员工作前要穿戴好合适的劳动保护用品，如防尘面罩、焊接手套、焊接工作服；操作时要戴好护目镜或面罩；在潮湿的地方或雨天作业时应穿上胶鞋。针对特殊作业，还可以佩带长管呼吸器，以防止烟尘危害。要防止弧光伤害，则要根据电流强度，选择不同型号的滤光镜片。穿上浅色帆布工作服，扎紧袖口，扣好领口，可减少其对皮肤的伤害。
2）工作前检查与清洗对各种容器、管道，沾有可燃气体和溶液的工件进行操作前，应先做检查，冲洗掉有毒有害、易燃易爆物质，解除容器及管道压力，消除容器密闭状态。动火前应对容器内物质采样分析，合格后再进行工作；焊接、切割密闭空心工件时，必须留有气孔。在容器内工作，应有人监护，并有良好的通风设施和照明设施。
3）留意现场安全细节为防止火灾和爆炸类事故发生，在作业前应仔细检查作业场所，作业场所周围不得存放易燃易爆物品。在进行气焊或气割作业时，要仔细检查瓶阀、减压阀和胶管，不能有漏气现象；拧装和拆取阀门都要按操作规程来做。
在电焊作业时，应注意电流过大、导线包皮破损会产生高温；接头处接触不良会引起火灾。因此作业前应仔细检查，对不良设备予以更换。另外，还应该注意在焊接、切割管道、设备时，热传导可能导致另一端易燃易爆物品着火甚至爆炸。作业前要仔细检查，对另一端的危险物品予以清除。
切割旧设备、废钢铁时，要注意清除其中夹杂的易燃易爆物品。在作业现场，要配备足够数量的灭火器材，并检查灭火器材的有效期限，保证其有效可用。焊接、切割作业结束后，要仔细检查现场，消除遗留下的火种，避免后患。

4）对触电类事故预防 电焊机外壳及不带电的金属构件一定要保护接地（或接零），绝缘电阻要足够大。接线柱要用罩盖好；焊把、焊钳及焊接电缆绝缘程度要好；同时带电体之间、带电体与其他物体之间都要保持距离；电焊机及电源线应放置在人体不易接触的地方。
登高焊接时还要注意勿与高压电网距离过近，不能将作业用的电缆缠绕在身上或搭在肩上，电缆线应系在脚手架及其他设施上，以免踩到脚下，导致绝缘层破损。在移动、检修焊机更换保险丝、改变极性等操作时，必须切断电源开关才能进行。

推拉电源闸刀时要戴绝缘手套，人要站在侧面，以防电弧火花灼烧脸部。一旦发生触电事故，则要立即切断电源，进行现场急救。
5）其他措施 对职业有害因素的健康防护：作业场所要有良好的通风设施，做好全面通风和局部通风；尽可能采用职业危害程度相对较小的焊接材料。对长期从事焊接和切割作业的人员应定期进行职业健康体检，如发现有焊工职业禁忌症，应调离岗位。

⑹ 高强钢HAZ的脆化原因在焊接工艺上如何防止

合格的高强钢只要按使用手册焊接，HAZ经常会出现强度大幅下降-软化，脆化不会出现。
在焊接工艺上，最主要就是要控制热输入，热输入既要足够确保焊缝质量，又要尽量控制热输入的量不要过大。国际上成熟做法就是测量并控制t 8/5时间。
在钢材生产环节，可以通过优化钢材成分和轧制工艺，使得材料的t 8/5时间范围比较宽，便于用户控制焊接质量。好的高强钢，按推荐t 8/5时间焊接，HAZ的强度可以维持得特别好，100%不低于母材标准最小强度。

⑺ 如何防止焊接变形

焊接变形的产生多数是由于焊接产生的热量不对称，导致的膨胀不一而发生的。

防止焊接变专形的方法措属施一般如下：

1、采用反变形法

2、采用小锤锤击中间焊道

3、采用合理的焊接顺序

4、利用工卡具刚性固定

5、分析回弹常数。

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焊接变形的矫正：

1、机械矫正法

采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形, 以使原开缩短的部分得以延伸, 达到矫正变形的目的。其中多辊平板机适用于薄板拼焊件的矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形, 用于焊缝比较规范的薄壳结构。机械矫正法对塑性差的高强钢应慎用。

2、火焰矫正法

利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形, 使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。本法简单, 机动灵活, 适用面广。在使用时应控制温度和加热位置。对低碳钢和普通低合金钢常采用600~800℃的加热温度。由于需再次加热, 对合金钢等慎用。

⑻ 防止焊接变形的措施都有哪些

1、进行合理的焊接结构设计：

①合理安排焊缝位置。焊缝尽量以构件截面的中性轴对称;焊缝不宜过于集中。

②合理选择焊缝尺寸和形状。在保证结构有足够承载力的前提下，应尽量选择较小的焊缝尺寸，同时选用对称的坡口。

③尽可能减少焊缝数量，减小焊缝长度。

2、采取合理的装配工艺措施：

①预留收缩余量法。

②反变形法。

③刚性固定法。

此法在焊接大型储罐底板时采用较多。装配压力容器及球罐时，往往采用弧形加强板、日字形夹具进行刚性固定。

④合理选择装配程序。如储罐底板焊接，可以先焊短焊缝，再焊长焊缝。

3、采取合理的焊接工艺措施：

①合理的焊接方法。

②合理的焊接规范。

③合理的焊接顺序和方向。

④进行层间锤击（打底层不适于锤击）。

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焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。

在熔焊的过程中，如果大气与高温的熔池直接接触的话，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。

⑼ 怎样防止钢结构焊接变形

防止焊接变形的方法
通过以上的分析，我们基本了解焊接变形的原因及变形的种类，针对焊接变形的原因和种类从焊接工艺上进行改进，可以有效防止和减少焊接变形所带来的危害。下面，我们主要介绍几种常见的防止焊接变形的方法。
1. 反变形法
在焊前进行装配时，预置反方向的变形量为抵消（补偿）焊接变形，这种方法叫做反变形法。
为8—12mm厚的钢板V形坡口单面对接焊时，采用反变形法以后，基本消除了角变形。
2. 利用装配和焊接顺序来控制变形；
采用合理的装配和焊接程序来减少变形，这在生产实践中是行之有效的好办法，如图2（a）所示为一箱形梁，由于焊缝不对称，焊后产生下挠弯曲变形。解决办法是由两人或四人，对称地先焊只有两条焊缝的一侧，如图2（b）中焊缝1和1然后就造成了如图2 (c)的上拱变形。由于这两条焊缝焊后增加了箱形梁的刚性。当焊接另一侧的两条焊缝时，如先焊图2(d)中焊缝2和2，最后再焊图2(e)中焊缝3和3，就基本上防止了变形。
有许多结构截面形状对称，焊缝布置也对称，但焊后却发生弯曲或扭曲的变形，这主要是装配和焊接顺序不合理引起的，也就是各条焊缝引起的变形，未能相互抵消，于是发生变形。
焊接顺序是影响焊接结构变形的主要因素之一，安排焊接顺序时应注意下列原则：
1）尽量采用对称焊接。对于具有对称焊缝的工作，最好由成对的焊工对称进行焊接。这样可以使由各焊缝所引起的变形相互抵消一部分。
2）对某些焊缝布置不对称的结构，应先焊焊缝少的一侧。
3）依据不同焊接顺序的特点，以焊接程序控制焊接变形量。常见的焊接顺序有五种，即：
a.分段退焊法
这种方法适用于各种空间的位置的焊接，除立焊外，钢材较厚、焊缝较长时都可以设挡弧板，多人同时焊接。其优点是可以减小热影响区，避免变形。每段长应为0.5—1m。见图2(f)
b.分中分段退焊法
这种方法适用于中板或较薄的钢板的焊接，它的优点是中间散热快，缩小焊缝两端的温度差。焊缝热影响区的温度不至于急剧增高，减少或避免热膨胀变形。这种方法特别适用于平焊和仰焊，横焊一般不采用，立焊根本不能用。见图2(g)
c.跳焊法
这种方法除立焊外，平焊、横焊、仰焊三种方法都适用，多用在6—12mm厚钢板的长焊缝和铸铁、不锈钢、铜的焊接上，可以分散焊缝热量，避免或减小变形。钢材每段焊缝长度在200—400mm之间；铸铁焊件按铸铁焊接规范处理；不锈钢和铜由于导热快，每段长不宜超过200mm (薄板应短些)。
d.交替焊法
这种焊法和跳焊法基本相同，只是每段焊接距离拉长，特别适用于薄板和长焊缝。见图2(i)
e.分中对称法
这种方法适用于焊缝较短的焊件，为了减小变形，由中心分两端一次焊完。见图2(j)
3.刚性固定法
刚性固定法减小变形很有效，且焊接时不必过分考虑焊接顺序。缺点是有些大件不易固定，且焊后撤除固定后，焊件还有少许变形和较大的残余应力。这种方法适用于焊接厚度小于6mm及韧性较好的薄壁材料。如果与反变形法配合使用则效果更好。
对于形状复杂，尺寸不大，又是成批生产的焊件，可设计一个能够转动的专用焊接胎具，既可以防止变形，又能提高生产率。
当工件较大，数量又不多时，可在容易发生变形的部位临时焊上一些支撑或拉杆，增加工件的刚性，也能有效的减少焊接变形。
3. 散热法
散热法又称强迫冷却法，即将焊接处的热量迅速散走，使焊缝附近的金属受热面大大减少，达到减小焊接变形的目的。图 3（a）为水浸法示意图，常用于表面堆焊和焊补。图3(b)是散热法示意图，用紫铜作散热垫，有的还钻孔通冷却水，这些垫板越靠近焊缝效果越好。但散热法比较麻烦，且对于淬火倾向大的钢材不宜采用，否则易裂。
4. 锤击焊缝法
锤击焊缝法，即用圆头小锤对焊缝敲击，可减少焊接变形和应力。因此对焊缝适当锻延，使其伸长来补偿这个缩短，就能减小变形和应力。锤击时用力要均匀，一般采用0.5Kg—1.0Kg的手锤，其端部为圆角（R=3—5mm）。底层和表面焊道一般不锤击，以免金属表面冷作硬化。其余各道焊完一道后立刻锤击，直至将焊缝表面打出均匀致密的点为止。
常见复杂构件防止变形的方法
1. 钢架的焊接
钢架焊接的关键问题，是如何保证强度和防止变形。从工艺上保证强度能适应载荷的变化，其变形量不致影响安装和使用的要求，因此：
1）焊缝的高度和长度，要按图施工。装配误差要小，坡口要清理干净。
2）钢架的焊接一般先焊腹杆与节点板之间的焊缝，然后再焊上、下弦与节点板之间的焊缝，焊接顺序不应集中，而应在节点间间隔跳开焊接。

⑽ 防止焊接变形的工艺措施有哪些

工艺设计成三角形结构组成，也可以在允许的地方做加强拉筋。