Тонкие пластинчатые конструктивные элементы обычно относятся к конструктивным элементам, изготовленным из стальных пластин (включая пластины из нержавеющей стали, оцинкованные пластины и листы из белого железа) толщиной не более 4 мм. Например, к этой категории относятся навес каткового бурения, кабина и кабина электроэкскаватора, выпускаемые нашим заводом. Контроль и коррекция сварочной деформации тонколистовых конструкционных деталей требуют передовых технологий. Далее будет обсуждаться контроль и коррекция сварочных деформаций нижних тонколистовых конструктивных деталей вместе с быстрым проверкой и редактированием.
1、 Причины сварочной деформации
Дуговая сварка — это неравномерный и быстрый процесс нагрева и охлаждения. Во время и после сварки свариваемые детали будут деформироваться. Наиболее фундаментальными факторами, влияющими на сварочную деформацию, являются термическая деформация и состояние жесткости свариваемых компонентов. Термическая деформация в процессе сварки сдерживается жестким состоянием детали, и возникает сжимающая пластическая деформация, приводящая к остаточной сварочной деформации.
（1） Факторы, влияющие на термическую деформацию при сварке
Метод сварочного процесса. Различные методы сварки создают разные температурные поля и разную тепловую деформацию. Вообще говоря, автоматическая сварка более концентрированная, чем ручная, с узкой зоной нагрева и меньшей деформацией. Сварочная проволока в среде защитного газа CO2 тонкая, с высокой плотностью тока, концентрированным нагревом и небольшой деформацией.
2. Параметры сварки. Напряжение дуги и скорость сварки. Чем больше линейная энергия, тем больше сварочная деформация. Сварочная деформация увеличивается с увеличением сварочного тока и напряжения дуги и уменьшается с увеличением скорости сварки. Среди трех параметров очевидное влияние оказывает напряжение дуги, поэтому деформация при автоматической сварке с низким напряжением, высокой скоростью и высокой плотностью тока невелика.
3. Количество сварных швов и размер сечения. Чем больше количество сварных швов, тем больше размер сечения и тем больше сварочная деформация.
4. Способ строительства. Температурное поле непрерывной сварки и прерывистой сварки различно, равно как и термическая деформация. Как правило, деформация при непрерывной сварке велика, а деформация при прерывистой сварке минимальна.
5. Теплофизические свойства материалов. Различные материалы имеют разную теплопроводность, удельную теплоемкость и коэффициент расширения, что приводит к различной термической деформации и сварочной деформации.
（2） Факторы, влияющие на коэффициент жесткости сварных деталей
1 размер и форма компонентов. С увеличением жесткости детали сварочная деформация уменьшается. 2. Применение шинного зажима. Использование шаблона повышает жесткость деталей, что позволяет снизить сварочные деформации.
3 процедура сварки сборки. Процедура сборочной сварки может вызвать изменение жесткости и положения центра тяжести компонента на разных этапах сборки и оказывает большое влияние на контроль сварочной деформации компонента.
Вообще говоря, сварочная деформация сварных элементов велика при условии небольшого принуждения, и, наоборот, деформация мала.
2、 Типы сварочной деформации тонколистовой конструкции.
Сварочную деформацию любой стальной конструкции можно разделить на общую и локальную. Под общей деформацией понимают изменение размера или формы всего элемента после сварки, включая продольную и поперечную усадку (уменьшение общего размера), деформацию изгиба (средняя дуга, средний прогиб) и деформацию скручивания. Под локальной деформацией понимают деформацию в локальной области детали после сварки, включая угловую деформацию и волновую деформацию.
3、 Принцип и метод контроля сварочной деформации тонколистовой конструкции.
Термическая деформация во время сварки и состояние жесткости свариваемых деталей во время сварки являются двумя основными факторами, влияющими на остаточную сварочную деформацию. По этим двум основным факторам можно считать, что остаточная сварочная деформация неизбежна, то есть полностью устранить сварочную деформацию невозможно. Для контроля остаточной сварочной деформации необходимо принять меры одновременно с двух аспектов проектирования тонколистовой конструкции и технологии изготовления.
При проектировании тонколистовых конструкционных деталей, помимо обеспечения прочности и эксплуатационных характеристик компонентов, они также должны отвечать требованиям минимальной сварочной деформации и минимальных затрат рабочего времени при изготовлении компонентов. Поэтому особенно важно оптимизировать расположение швов пластин. Схема шва пластины на проектных чертежах часто не полностью учитывает процесс, что может легко вызвать сварочную деформацию.
Технология сварки является одной из важных технологий в строительстве металлоконструкций. Разумный процесс сварки является эффективным методом уменьшения сварочной деформации и концентрации напряжений.
Чтобы контролировать сварочную деформацию компонентов, следует принять как можно более эффективные меры, такие как: разделение компонентов на несколько небольших частей и секций компонентов, чтобы сварочная деформация распределялась по каждому компоненту, чтобы облегчить контроль и коррекция деформации деталей; Расположение сварных швов каждой детали выполняйте симметрично нейтральной оси сечения детали или близко к ней во избежание перекосов и чрезмерных деформаций изгиба после сварки; Для каждого основного шва размер участка сварного шва и короткий шов должны быть выбраны как можно шире; Избегать чрезмерной концентрации и перекрестного расположения сварных швов; В максимально возможной степени следует использовать широкие и длинные стальные пластины или конструкции, позволяющие уменьшить количество сварных швов.
К технологическим методам контроля сварочной деформации тонколистовых деталей конструкций относятся:
（1） Сборка компонентов без монтажных напряжений;
（2） Применяются автоматическая сварка и другие процессы сварки в среде защитного газа; Например, самые продвинутые
Сварка MAG в среде защитных газов Ar + CO2.
（3） Разумно выбирайте параметры сварки и последовательность сварки сборки. Уменьшите подачу сварочной проволоки
Дозирование: уменьшите ток и напряжение и измените полярность (обычно обратная полярность постоянного тока → положительная полярность постоянного тока). Сначала следует сваривать короткий сварной шов, а затем длинный сварной шов. Заднюю сварку следует выполнять участками изнутри наружу.
（4） Насколько это возможно, следует разумно использовать метод жесткой фиксации и метод защиты от деформации.
4、 Коррекция сварочной деформации тонкой пластинчатой конструкции.
В процессе строительства стальной конструкции, хотя и принимаются меры по контролю сварочной деформации в процессе проектирования и изготовления ее компонентов, сварочная деформация все же неизбежна из-за особенностей сварочного процесса и сложности процесса строительства. Поэтому сварочные деформации, превышающие проектные требования, необходимо корректировать.
Процесс коррекции ограничивается только коррекцией локальной деформации сварных компонентов, такой как угловая деформация, деформация изгиба, волновая деформация и т. д. Для общей деформации структуры компонента, такой как продольная и поперечная усадка (общее уменьшение размера), он можно компенсировать только припуском на предварительную настройку во время вырубки или сборки.
Использование метода механической коррекции для исправления структуры стали легко вызывает нагартование металла, при этом расходуется определенное количество пластических запасов материалов, которые можно использовать только для материалов с хорошей пластичностью. В реальном производстве в процессе механической коррекции могут использоваться специальные крупногабаритные гидравлические прессы и фрикционные прессы.
Метод коррекции пламени используется для корректировки стальной конструкции. После коррекции и охлаждения часть металла сварного элемента получит необратимую сжимающую пластическую деформацию, и деформация всего сварного элемента будет исправлена. Метод коррекции пламени также расходует часть пластичности материала, поэтому хрупкий материал или материал с плохой пластичностью следует использовать с осторожностью. Температура нагрева пламенем должна контролироваться должным образом. Если температура слишком высока, механические свойства материала будут снижены, а если температура слишком низкая, эффективность коррекции будет снижена. Поскольку скорость охлаждения не влияет на корректирующий эффект, в процессе строительства применяется метод водяного охлаждения при нагреве, который не только повышает эффективность работы, но и улучшает корректирующий эффект.
Подводя итог, можно сказать, что сварочная деформация неизбежна в процессе изготовления стальных конструкций. Только эффективные методы и меры могут быть приняты для контроля сварочной деформации и исправления сварочной деформации, превышающей требования допусков, чтобы удовлетворить как требования к качеству стальной конструкции, так и экономические требования.