大型箱体焊接变形控制技术的探讨与总结

胡韵

公司承接一大型箱体骨架的制作任務。该箱体长12.5米，宽2.1米。该产品焊接工作量大且焊接完成后需要机加工，如果不能控制好焊接变形，将无法加工，造成产品不合格。我公司技术人员在产过程中，根据产品的要求，改进工艺，制订了一整套焊接变形预防、校正措施。最终保证了产品质量合格，顺利交验。

该产品有2个边梁，1个纵梁，2个端梁及18个横梁组成。边梁及纵梁长12.5米，结构如图1。

图1

试样件生产时发现边梁、纵梁焊接后主要产生角变形，旁弯变形以及腹板波浪变形。其中波浪变形10~15mm。不合图纸要求，且校正难度很大。对于这些变形我们公司在正式生产时，分别采用如下措施进行改进。

1.边梁纵梁单件组装及焊接工艺措施

1.1 纵梁及边梁组焊时，为控制角变形及旁弯变形在翼板与腹板点焊防变形三角板，尺寸为8×200×200(mm),每300mm焊接一个。腹板一侧点焊4根40×40×5000(mm)的钢条进行固定，以控制腹板的波浪变形。焊接完成后腹板波浪变形控制在3~4mm。符合组装要求。

1.2 对角变形采用H型钢翼缘校正机进行校正。产品型号为

YJT-60B。其工作原理为在一副下矫正辊和两副上矫正辊组成的T字型型腔中，当下矫正辊在液压缸的推动下顶升时,H型钢的翼板在三点受力的状态下发生塑性变形，同时下矫正辊受主减速机的驱动回转，这样H型钢的翼板在这一确定型腔下滚压矫正，连续生产，若以此矫正不足，可反复两个方向矫正，生产效率很高。

1.3 对旁弯变形采用压力机校正。压力机型号为Y32-300四柱液压机。其原理是利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消。{1}

经以上预防及校正措施，边梁与纵梁的焊接变形得到有效控制具备组装箱体的条件。

2.箱体组装焊接

2.1 箱体组装时，对外形采用大靠山固定，将边梁与纵梁点焊在靠山上，保证焊后直线度在许可范围内，底面采用压板压紧的方式，将底面压紧在调好水平的工作平台上，防止焊后平面度超差。

2.2 对于腹板，使用调节螺杆对局部不平处进行找平，这样既可以保证内档尺寸在退火后不会变化，又保证腹板局部不平处经退火得到校正。具体布置见图2。

图2

2.3 箱体焊接时，因先焊接立焊缝，由中间向两边对称施焊，使得焊接变形相互抵消。且立焊缝焊完后对平焊缝形成拘束，对控制箱体长度、宽度尺寸有利。

3.退火前准备

采用专用退火平台，该平台已经过机加工与退火，其内应力已释放。退火前将骨架点焊在平台上。箱体四周用靠山固定住。使得退火后不会产生较大变形。

综述控制焊接变形可以采用在焊前的预防变形措施和在焊接过程中的积极工艺措施。在焊接后只好选用适合的矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。{2}

4.参考文献

[1] 田锡唐.焊接结构.北京：机械工业出版社，1982.

[2] 中国机械工程学会焊接分会.焊接手册(第2版）.北京：机械工业出版社，2001.