Peças estruturais de chapa fina geralmente se referem a peças estruturais soldadas por chapas de aço (incluindo chapas de aço inoxidável, chapas galvanizadas e chapas de ferro branco) com espessura não superior a 4 mm. Controlar e corrigir a deformação de soldagem de peças estruturais de chapa fina requer tecnologia excelente. A seguir, uma discussão sobre o consenso que alcançamos, que é limitado ao nível e serve apenas como referência.
A.Causas de deformação de soldagem
(1) Fatores que afetam a deformação térmica da soldagem
1. Método de processo de soldagem. Diferentes métodos de soldagem produzirão diferentes campos de temperatura e diferentes deformações térmicas. Em geral, a soldagem automática é mais concentrada no aquecimento do que a soldagem manual, a área de aquecimento é mais estreita e a deformação é menor. O fio de soldagem blindado com gás CO2 é fino, a densidade de corrente é grande, o aquecimento é concentrado e a deformação é pequena.
2. Parâmetros de soldagem. Ou seja, corrente de soldagem, tensão do arco e velocidade de soldagem. Quanto maior a energia da linha, maior a deformação da soldagem. A deformação da soldagem aumenta com o aumento da corrente de soldagem e da tensão do arco, e diminui com o aumento da velocidade de soldagem. Entre os três parâmetros, o efeito da tensão do arco é óbvio, então a deformação da soldagem automática com baixa tensão, alta velocidade e alta densidade de corrente é pequena.
3. O número de soldas e o tamanho da seção. Quanto maior o número de soldas, maior o tamanho da seção e maior a deformação da soldagem.
4. Método de construção. O campo de temperatura da soldagem contínua e da soldagem intermitente é diferente, e a deformação térmica resultante também é diferente. Normalmente, a deformação da soldagem contínua é maior, a deformação da soldagem intermitente é a menor.
5. Propriedades termofísicas dos materiais. Diferentes materiais têm diferentes condutividades térmicas, calor específico e coeficiente de expansão, resultando em diferentes deformações térmicas e deformações de soldagem.
(2) Fatores que afetam o coeficiente de rigidez dos componentes soldados
1 Tamanho e forma dos componentes. À medida que a rigidez do componente aumenta, a deformação da soldagem é menor.
2 aplicação de grampo de pneu. O uso de grampos de pneu aumenta a rigidez dos componentes, reduzindo assim a deformação da soldagem.
3 Procedimento de soldagem de montagem. O procedimento de soldagem de montagem pode causar a mudança de rigidez e a posição do centro de gravidade do componente em diferentes estágios de montagem, o que tem uma grande influência na deformação de soldagem do componente de controle.
De modo geral, sob a condição de pequena restrição, a deformação de soldagem dos componentes soldados é grande e vice-versa, a deformação é pequena.
B. Tipos de deformação de soldagem de estrutura de chapa fina
A deformação de soldagem de qualquer estrutura de aço pode ser dividida em deformação geral e deformação local.
A deformação geral é a mudança no tamanho ou formato de todo o componente após a soldagem, incluindo contração longitudinal e transversal (encurtamento do tamanho geral), deformação por flexão (arco médio, flacidez) e deformação por torção.
Deformação local refere-se à deformação da área local do componente após a soldagem, incluindo deformação angular e deformação de onda.
C. Princípios e métodos para controlar a deformação de soldagem de estruturas de placas finas
A deformação térmica durante a soldagem e a rigidez dos componentes soldados durante a soldagem são os dois principais fatores que afetam a deformação residual da soldagem. Com base nesses dois principais fatores, pode-se considerar que a deformação residual da soldagem é inevitável, ou seja, a eliminação completa da deformação da soldagem é improvável.
Para controlar a deformação residual da soldagem, medidas devem ser tomadas desde o projeto das peças estruturais de chapa fina até o processo de construção ao mesmo tempo.
No projeto de peças estruturais de chapa fina, além de atender à resistência e ao desempenho dos componentes, também deve atender aos requisitos de deformação mínima de soldagem e horas mínimas de trabalho na fabricação de componentes. Portanto, é particularmente importante otimizar o layout das juntas de chapa. O layout das juntas de chapa nos desenhos de projeto geralmente não considera a capacidade de fabricação cuidadosamente, o que é fácil de causar deformação de soldagem.
O processo de soldagem é um dos processos importantes na construção de estruturas de aço. Um processo de soldagem razoável é um método eficaz para reduzir a deformação da soldagem e a concentração de tensão.
Para controlar a deformação de soldagem dos componentes, medidas eficazes devem ser tomadas tanto quanto possível, tais como: dividir os componentes em várias pequenas partes e segmentos de componentes, de modo que a deformação de soldagem seja dispersa em cada componente, o que é conveniente para o controle e correção da deformação dos componentes;
Faça o arranjo das soldas de cada componente simetricamente com o eixo neutro da seção segmentada do componente, ou próximo ao eixo neutro da seção, para evitar distorção e deformação excessiva por flexão após a soldagem;
Para cada solda principal, selecione o menor tamanho de perna de solda e a solda mais curta possível;
Evite concentração excessiva e disposição cruzada de soldas;
Utilize sempre que possível chapas de aço largas e longas ou estruturas que reduzam o número de soldas, etc.
Os métodos de processo para controlar a deformação de soldagem de peças estruturais de chapa fina são os seguintes:
(1) Montar os componentes sem compulsão de estresse de montagem;
(2) Adote soldagem automática e outros processos de soldagem com proteção de gás: como a soldagem com proteção de gás misto Ar+CO2 MAG mais avançada.
(3) Seleção razoável de parâmetros de especificação de soldagem e sequência de soldagem de montagem. Reduza o fornecimento de fio, reduza a corrente, a tensão e altere a polaridade (geralmente polaridade reversa DC → polaridade positiva DC). Solde a costura curta primeiro e depois a costura longa e faça o processo de dessoldagem passo a passo de dentro para fora.
(4) Use o método de fixação rígida e o método antideformação da forma mais razoável possível.
D. Correção de Deformação de Soldagem de Peças Estruturais de Chapa Fina
Durante a construção da estrutura de aço, embora sejam tomadas medidas para controlar a deformação da soldagem em seu projeto de componente e processo de construção, devido às características do processo de soldagem e à complexidade do processo de construção, a deformação da soldagem ainda é inevitável. Distorções de soldagem exigidas pelo projeto devem ser corrigidas.
O processo de correção é limitado a corrigir a deformação local dos componentes soldados, como deformação angular, deformação por flexão, deformação por onda, etc. Para a deformação geral da estrutura do componente, como contração longitudinal e transversal (encurtamento total do tamanho), ela só pode ser pré-colocada por corte ou montagem. tolerância para compensar.
Usar o método de endireitamento mecânico para corrigir a estrutura de aço é fácil de causar endurecimento do trabalho a frio do metal, e consome uma certa quantidade de reservas plásticas do material, e só pode ser usado para materiais com boa plasticidade. Na produção real, prensas hidráulicas especiais de grande escala, correção de prensa de fricção.
A estrutura de aço é corrigida pelo método de endireitamento por chama. Após o endireitamento e resfriamento, o metal do componente soldado obtém deformação plástica compressiva irreversível, de modo que a deformação de todo o componente soldado é corrigida.
O método de endireitamento por chama também consome uma parte da plasticidade do material e deve ser usado com cautela para materiais quebradiços ou materiais com pouca plasticidade. É necessário controlar adequadamente a temperatura do aquecimento por chama. Se a temperatura for muito alta, as propriedades mecânicas do material serão reduzidas e, se a temperatura for muito baixa, a eficiência da correção será reduzida.
Como a taxa de resfriamento não afeta o efeito de correção, o método de pulverização de água durante o aquecimento é frequentemente usado durante o processo de construção, o que não apenas melhora a eficiência do trabalho, mas também melhora o efeito de correção.
