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鋁合金管焊接變形原因及防控

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1、鋁合金在焊接后會(huì)產(chǎn)生變形,這在很大程度上增加了焊后調(diào)修量,浪費(fèi)了很多工時(shí),嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度延期。但導(dǎo)管是航空飛機(jī)上**關(guān)鍵的組成部件,量大、復(fù)雜,精度要求**高,變形量要求**小,整體變形更是不允許發(fā)生,一旦發(fā)生可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管在飛機(jī)上無(wú)法裝配。因此在導(dǎo)管焊接過(guò)程中注重其變形研究,通過(guò)合理的控制措施,提高焊接工藝,以此提高導(dǎo)管質(zhì)量,滿(mǎn)足機(jī)上裝配要求。





2鋁合金導(dǎo)管焊接變形產(chǎn)生的原因




由于鋁的熱導(dǎo)率比一般材料高,鋁合金焊接變形的結(jié)構(gòu)控制要比其他材料難度大。在焊接過(guò)程中. ?不均勻的加熱使得鋁合金材料焊縫及其附近的溫度很高,冷卻后,焊縫就產(chǎn)生了不同程度的收縮和內(nèi)應(yīng)力,致使焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種變形。鋁合金內(nèi)部發(fā)生晶粒組織的轉(zhuǎn)變所引起的體積變化也可能引起焊件變形,這是產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的根本原因。


1) 材料: 鋁合金材料具有導(dǎo)熱性強(qiáng)、散熱快的特點(diǎn),線膨脹系數(shù)比碳鋼大很多,使得在焊接過(guò)程中比碳鋼變形大。


2) 焊接工藝參數(shù): 焊接電流和焊接速度直接影響焊接能量的大小。合理的焊接工藝參數(shù)可以在很大程度上減少焊接變形量。


3) 裝配焊接順序: 構(gòu)件在裝配過(guò)程中,不同的焊接順序會(huì)產(chǎn)生不同的焊接應(yīng)力,所以同樣的構(gòu)件,采用不同的裝配焊接順序,就產(chǎn)生不同的變形量,裝配順序是影響變形量的關(guān)鍵因素之一。


4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 導(dǎo)管產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜,焊縫較多、較長(zhǎng)及位置不當(dāng)、操作不方便等因素都是導(dǎo)致焊接變形量大的誘因。




3變形和應(yīng)力的危害性


在制造鋁合金焊接結(jié)構(gòu)時(shí)必須充分了解焊接時(shí)內(nèi)應(yīng)力發(fā)生的機(jī)理和焊后決定工件變形的基本規(guī)律,對(duì)控制和減小其危害性特征分量具有明顯的物理意義。變形的危害性比殘余應(yīng)力大得多,它使焊接部件的尺寸改變而無(wú)法組裝,使整個(gè)構(gòu)件喪失穩(wěn)定性而不能承受載荷,使產(chǎn)品質(zhì)量大大降低; ?而矯正卻要消耗大量的人力和物力,有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。同時(shí)焊接裂紋的產(chǎn)生往往也和焊接殘余變形和應(yīng)力有著密切的關(guān)系。






4減少導(dǎo)管焊接變形量的措施



1) ?焊前準(zhǔn)備: 焊接區(qū)域及焊絲應(yīng)去油污清洗,保持清潔和干燥,同時(shí)清除焊接區(qū)域的表面氧化層。存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)需重新清洗; ?選擇合適的焊絲,焊絲直徑、成分等都會(huì)影響焊接縫金屬的力學(xué)性能。因此要選擇規(guī)格合適的焊絲,并且保證質(zhì)量合格及成份達(dá)標(biāo)的焊絲; ?選擇合適的電源,保證電弧具有良好的穩(wěn)



定性。焊接人員應(yīng)具備熟練的操作技能,經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和考核合格,持證上崗。


2) 導(dǎo)管制造過(guò)程中誤差流動(dòng)性的特殊性,利用模具將導(dǎo)管與法蘭**定位,保證導(dǎo)管端頭位置準(zhǔn)確,確保在飛機(jī)上導(dǎo)管順利裝配。


3) 剛性固定: 焊接以后留下一定的參與應(yīng)力是不可避免的,但是可以通過(guò)剛性固定,使參與應(yīng)力盡可能減小。導(dǎo)管裝配完之后直接將導(dǎo)管固定在模具上進(jìn)行焊接,限制焊接變形,增加導(dǎo)管在焊接時(shí)的剛度,以減少焊接變形量。


4) ?選擇合理的裝配和焊接順序: ?對(duì)稱(chēng)焊接時(shí)可克服或減小由于先焊的焊縫在焊件剛性較小時(shí)造成的變形。先焊接焊縫少的一側(cè),后焊接焊縫多的一側(cè),使后焊縫的變形抵消前焊縫的變形,以使總體變形減小。對(duì)于較長(zhǎng)的焊縫,如果采用連續(xù)的直線焊縫,將會(huì)引起較大的變形,這除了焊接方向因素之外,焊縫受到長(zhǎng)時(shí)間加熱也是一個(gè)主要原因??赡艿那闆r下,將連續(xù)焊縫改成分段焊,并適當(dāng)改變焊接方向,以使局部焊縫造成的變形適當(dāng)減小,相互抵消,已達(dá)到減小總體變形的目的。其次,要根據(jù)具體的產(chǎn)品決定焊接順序,確保焊接變形量**小。


5) 針對(duì)由多根導(dǎo)管組成的構(gòu)件,要先點(diǎn)焊、滿(mǎn)焊一個(gè)部位,等應(yīng)力完全釋放,**終狀態(tài)定型之后再對(duì)下一部位進(jìn)行裝配,然后在焊接,直到產(chǎn)品完成。


6) 選擇合理的焊接方法及焊接參數(shù): 焊接電流和焊接速度直接影響著焊接質(zhì)量。


7) 焊后矯正: 雖然在焊接過(guò)程中通過(guò)上述方法可以減少變形,變形還是不可避免的會(huì)發(fā)生,**終一旦產(chǎn)生了焊接變形,還可以采用手工錘擊、壓力機(jī)、輪碾壓焊縫及兩側(cè)等機(jī)械方法使構(gòu)建的材料產(chǎn)生新的塑性變形,使原來(lái)縮短的部分得到延伸,從而矯正了變形,恢復(fù)了原始狀態(tài)。

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