Les éléments structurels en plaques minces font généralement référence aux éléments structurels constitués de plaques d'acier (y compris les plaques d'acier inoxydable, les plaques galvanisées et les tôles de fer blanc) d'une épaisseur ne dépassant pas 4 mm. Par exemple, le hangar de forage à rouleaux, la cabine et la cabine de pelle électrique produits par notre usine appartiennent à cette catégorie. Le contrôle et la correction de la déformation par soudage des pièces structurelles en plaques minces nécessitent une technologie de pointe. Ce qui suit abordera le contrôle et la correction de la déformation par soudage des pièces structurelles inférieures en plaques minces ainsi que le dépistage et l'édition rapides.
1、 Causes de la déformation par soudage
Le soudage à l’arc est un processus de chauffage et de refroidissement irrégulier et rapide. Pendant et après le soudage, les composants soudés seront déformés. Les facteurs les plus fondamentaux affectant la déformation du soudage sont la déformation thermique et l’état de rigidité des composants soudés. La déformation thermique dans le processus de soudage est limitée par l'état rigide du composant, et la déformation plastique par compression se produit, ce qui entraîne une déformation résiduelle de soudage.
（1） Facteurs affectant la déformation thermique du soudage
Méthode de processus de soudage. Différentes méthodes de soudage produiront différents champs de température et différentes déformations thermiques. D'une manière générale, le soudage automatique est plus concentré que le soudage manuel, avec une zone de chauffage étroite et moins de déformation. Le fil de soudage blindé au gaz CO2 est fin, avec une densité de courant élevée, un chauffage concentré et une faible déformation.
2. Paramètres de soudage. Tension d'arc et vitesse de soudage. Plus l'énergie linéaire est grande, plus la déformation de soudage est importante. La déformation du soudage augmente avec l'augmentation du courant de soudage et de la tension de l'arc, et diminue avec l'augmentation de la vitesse de soudage. Parmi les trois paramètres, la tension de l'arc a un effet évident, de sorte que la déformation du soudage automatique à basse tension, haute vitesse et haute densité de courant est faible.
3. Nombre de soudures et taille de section. Plus le nombre de soudures est grand, plus la taille de la section est grande et plus la déformation du soudage est importante.
4. Méthode de construction. Le champ de température du soudage continu et du soudage intermittent est différent, et la déformation thermique est également différente. Généralement, la déformation du soudage continu est importante et la déformation du soudage intermittent est minimale.
5. Propriétés thermophysiques des matériaux. Différents matériaux ont une conductivité thermique, une chaleur spécifique et un coefficient de dilatation différents, ce qui entraîne différentes déformations thermiques et déformations de soudage.
（2） Facteurs affectant le coefficient de rigidité des composants soudés
1 taille et forme des composants. Avec l’augmentation de la rigidité des composants, la déformation du soudage est moindre. 2. Application du collier de serrage pour pneu. L'utilisation du gabarit augmente la rigidité des composants, réduisant ainsi la déformation du soudage.
3 procédures de soudage d'assemblage. La procédure de soudage d'assemblage peut provoquer une modification de la rigidité et de la position du centre de gravité du composant au cours des différentes étapes d'assemblage, et a une grande influence sur le contrôle de la déformation par soudage du composant.
D'une manière générale, la déformation par soudage des éléments soudés est importante dans des conditions de faible contrainte, et au contraire, la déformation est faible.
2、 Types de déformation par soudage de la structure des plaques minces
La déformation par soudage de toute structure en acier peut être divisée en déformation globale et déformation locale. La déformation globale fait référence au changement de taille ou de forme de l'élément entier après le soudage, y compris le retrait longitudinal et transversal (réduction totale de la taille), la déformation en flexion (arc médian, affaissement moyen) et la déformation en torsion. La déformation locale fait référence à la déformation dans la zone locale du composant après le soudage, y compris la déformation angulaire et la déformation ondulée.
3、 Principe et méthode de contrôle de la déformation par soudage de la structure des plaques minces
La déformation thermique pendant le soudage et l’état de rigidité des composants soudés pendant le soudage sont deux facteurs principaux qui affectent la déformation résiduelle du soudage. Selon ces deux facteurs principaux, on peut considérer que la déformation résiduelle du soudage est inévitable, c'est-à-dire qu'il est impossible d'éliminer complètement la déformation du soudage. Pour contrôler la déformation résiduelle du soudage, des mesures doivent être prises simultanément sous deux aspects de la conception de la structure des plaques minces et de la technologie de construction.
Dans la conception de pièces structurelles en plaques minces, en plus de répondre à la résistance et aux performances de service des composants, elles doivent également répondre aux exigences de déformation minimale par soudage et de consommation minimale de temps de travail dans la fabrication de composants. Il est donc particulièrement important d’optimiser la disposition des joints des plaques. La disposition des joints de plaque dans les dessins de conception ne prend souvent pas pleinement en compte le processus, qui est facile à provoquer une déformation par soudage.
La technologie du soudage est l’une des technologies importantes dans la construction de structures en acier. Un processus de soudage raisonnable est une méthode efficace pour réduire la déformation du soudage et la concentration des contraintes.
Afin de contrôler la déformation par soudage des composants, des mesures efficaces doivent être prises autant que possible, telles que : diviser les composants en plusieurs petites pièces et sections de composants, de manière à ce que la déformation par soudage soit dispersée sur chaque composant, de manière à faciliter le contrôle et correction de la déformation des composants ; Rendre la disposition des soudures de chaque composant symétrique ou proche de l'axe neutre de la section du composant pour éviter toute distorsion et déformation excessive par flexion après soudage ; Pour chaque soudure principale, la taille du segment de soudure et la soudure courte doivent être sélectionnées autant que possible ; Évitez la concentration excessive et la disposition croisée des soudures ; Des plaques d'acier larges et longues ou des formes structurelles pouvant réduire le nombre de soudures doivent être utilisées autant que possible.
Les méthodes de traitement permettant de contrôler la déformation par soudage de pièces structurelles en plaques minces comprennent :
（1） Assemblage de composants sans contrainte d'assemblage ;
（2） Le soudage automatique et d’autres procédés de soudage sous protection gazeuse sont adoptés ; Comme les plus avancés
Soudage blindé MAG à gaz mixte Ar + CO2.
（3） Sélectionnez raisonnablement les paramètres de spécifications de soudage et la séquence de soudage d'assemblage. Réduire l’approvisionnement en fil de soudure
Dosage : réduisez le courant et la tension et changez la polarité (généralement polarité inversée DC → polarité positive DC). La soudure courte doit être soudée en premier, puis la soudure longue doit être soudée. La soudure arrière doit être réalisée par sections de l’intérieur vers l’extérieur.
（4） La méthode de fixation rigide et la méthode anti-déformation doivent être raisonnablement utilisées dans la mesure du possible.
4、 Correction de la déformation par soudage de la structure des plaques minces
Dans le processus de construction d'une structure en acier, bien que des mesures soient prises pour contrôler la déformation par soudage dans le processus de conception et de construction de ses composants, la déformation par soudage est toujours inévitable en raison des caractéristiques du processus de soudage et de la complexité du processus de construction. Par conséquent, la déformation de soudage dépassant les exigences de conception doit être corrigée.
Le processus de correction se limite uniquement à corriger la déformation locale des composants soudés, telle que la déformation angulaire, la déformation en flexion, la déformation par vagues, etc. pour la déformation globale de la structure du composant, telle que le retrait longitudinal et transversal (réduction totale de la taille), il ne peut être compensée que par la tolérance de préréglage lors du découpage ou de l'assemblage.
L'utilisation d'une méthode de correction mécanique pour corriger la structure en acier provoque facilement un écrouissage à froid du métal et une certaine quantité de réserves plastiques de matériaux est consommée, qui ne peut être utilisée que pour des matériaux ayant une bonne plasticité. Dans la production réelle, une presse hydraulique spéciale à grande échelle et une presse à friction peuvent être utilisées dans le processus de correction mécanique.
La méthode de correction de flamme est utilisée pour corriger la structure en acier. Après la correction et le refroidissement, la partie du métal de l'élément soudé obtiendra une déformation plastique compressive irréversible, et la déformation de l'ensemble de l'élément soudé sera corrigée. La méthode de correction de flamme consomme également une partie de la plasticité du matériau, et le matériau fragile ou le matériau à faible plasticité doit être utilisé avec prudence. La température du chauffage à la flamme doit être correctement contrôlée. Si la température est trop élevée, les propriétés mécaniques du matériau seront réduites et si la température est trop basse, l'efficacité de la correction sera réduite. Étant donné que la vitesse de refroidissement n'a aucun effet sur l'effet de correction, la méthode de refroidissement par eau pendant le chauffage est adoptée dans le processus de construction, ce qui améliore non seulement l'efficacité du travail, mais améliore également l'effet de correction.
En résumé, la déformation par soudage est inévitable dans le processus de fabrication des structures en acier. Seules des méthodes et mesures efficaces peuvent être prises pour contrôler la déformation de soudage et corriger la déformation de soudage dépassant les exigences de tolérance, de manière à répondre à la fois aux exigences de qualité de la structure en acier et aux exigences économiques.