厚鋼板焊接應(yīng)力控制至關(guān)重要，焊接前需合理設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)，如優(yōu)化接頭形式等以降低應(yīng)力產(chǎn)生基礎(chǔ)，焊接過程中，采用合適的焊接順序，如對(duì)稱焊、分段退焊等，能均衡熱量分布、減少變形與應(yīng)力，控制焊接參數(shù)，包括電流、電壓、速度等，避免過大熱輸入，預(yù)熱與緩冷處理可減小溫差應(yīng)力，根據(jù)鋼板厚度等因素確定合適預(yù)熱溫度，錘擊焊縫區(qū)能在塑性狀態(tài)下釋放部分應(yīng)力，選擇合適的焊接材料也有助于應(yīng)力控制，通過這些綜合技巧的運(yùn)用，能有效把控厚鋼板焊接應(yīng)力，提升焊接質(zhì)量，確保焊接構(gòu)件的性能與安全性，

厚鋼板焊接應(yīng)力控制技巧

一、焊接工藝方面

• 合理選擇焊接順序
  • 制定合理的焊接順序能夠避免焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。例如，在多焊縫結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡量使焊縫能自由收縮，避免先焊的焊縫對(duì)后焊焊縫造成過大的拘束，從而減少應(yīng)力集中的情況發(fā)生。
• 嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝參數(shù)
  • 控制焊接的熱輸入量，采用較小電流進(jìn)行焊接。熱輸入量過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鋼板受熱不均勻程度加劇，從而產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。通過降低熱輸入量，可以減小焊接過程中的溫度梯度，有助于控制焊接應(yīng)力。
• 控制焊道層間溫度
  • 要嚴(yán)格控制焊道的層間溫度小于250℃。合適的層間溫度有助于改善焊縫的金相組織，避免過熱組織的產(chǎn)生，進(jìn)而減少因組織變化而引起的應(yīng)力增加。如果層間溫度過高，可能會(huì)導(dǎo)致焊縫金屬過熱，使晶粒粗大，影響焊縫的力學(xué)性能，同時(shí)也會(huì)加大焊接應(yīng)力。

二、焊接操作方面

• 清根處理
  • 單側(cè)焊接后進(jìn)行另一側(cè)焊接前采用碳弧氣刨進(jìn)行清根處理。清根能夠去除先焊一側(cè)焊縫根部可能存在的缺陷、夾渣等，保證焊縫根部質(zhì)量，同時(shí)也有利于后續(xù)焊接時(shí)應(yīng)力的均勻分布，避免因根部缺陷而引起應(yīng)力集中現(xiàn)象。
• 保證焊腳尺寸
  • 在焊縫與厚板母材連接基礎(chǔ)上，將焊腳尺寸控制在要求范圍內(nèi)并盡可能大。合適的焊腳尺寸有助于提高焊縫的承載能力，并且能使焊接應(yīng)力在焊縫和母材之間更好地傳遞和分散，減少應(yīng)力集中在局部區(qū)域的情況。

三、預(yù)熱與后熱方面

• 預(yù)熱
  • 對(duì)于厚鋼板焊接，預(yù)熱是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。例如，對(duì)于t = 80mm的鋼板，采用紅外線電加熱板預(yù)加熱，預(yù)熱溫度需達(dá)到150 - 250℃之間，加熱時(shí)應(yīng)力求均勻，預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)至少2t，且不小于100mm寬。測溫點(diǎn)應(yīng)在離電弧經(jīng)過前的焊接點(diǎn)各方向不小于75mm處，預(yù)熱溫度宜在焊件反面測量。預(yù)熱可以減小焊件各部分的溫度梯度，降低冷卻速度，從而減少焊接應(yīng)力的產(chǎn)生。如果不進(jìn)行預(yù)熱，厚鋼板在焊接過程中由于溫度變化過快，容易產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。
• 后熱
  • 以t = 80mm的鋼板對(duì)接焊為例，焊后應(yīng)立即將焊縫及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的局部母材進(jìn)行加熱，采用紅外線電加熱板進(jìn)行。這有助于消除焊接過程中產(chǎn)生的部分應(yīng)力，并且可以改善焊縫的金相組織，減少冷裂紋的產(chǎn)生傾向。如果焊接后冷卻速度過快，焊縫中的氫容易聚集，產(chǎn)生氫致裂紋，后熱可以促使氫的擴(kuò)散，減少這種裂紋產(chǎn)生的可能性，同時(shí)也能起到一定的應(yīng)力松弛作用。

四、坡口形式方面

• 選擇合適的坡口形式
  • 在厚鋼板對(duì)接焊接時(shí)，選擇焊縫填充量少、便于反面清根和砂輪機(jī)打磨的雙U型坡口。這種坡口形式相比于其他坡口形式，在焊接過程中能夠使熱量分布更均勻，減少焊接應(yīng)力。因?yàn)樘畛淞可僖馕吨附訒r(shí)的熱輸入相對(duì)較少，從而降低了因熱輸入過大而產(chǎn)生較大焊接應(yīng)力的風(fēng)險(xiǎn)。

厚鋼板焊接熱影響區(qū)控制方法

厚鋼板焊接殘余應(yīng)力檢測技術(shù)

厚鋼板焊接順序優(yōu)化策略

厚鋼板焊接預(yù)熱溫度控制要點(diǎn)