Les structures soudées présentent souvent des lacunes qui se traduisent principalement par des problèmes au niveau des joints soudés. Ces problèmes comprennent les aspects suivants : Contraintes et déformations dues au soudage Le chauffage local à haute température pendant le soudage entraîne une répartition inégale de la température sur l'élément soudé, ce qui provoque des contraintes et des déformations dans la structure de soudage. La contrainte de soudage est la [...]
Les structures soudées présentent souvent des lacunes qui se traduisent principalement par des problèmes au niveau des joints soudés. Ces problèmes comprennent les aspects suivants :
Contraintes et déformations dues au soudage
Le chauffage local à haute température pendant le soudage entraîne une répartition inégale de la température sur l'élément soudé, ce qui provoque des tensions et des déformations dans la structure de soudage.
La contrainte de soudage est la première cause de rupture fragile, fracture de fatigueLa rupture par corrosion sous contrainte et la rupture par instabilité.
Les déformations dues au soudage affectent la forme et la précision dimensionnelle de la structure, ce qui rend difficile le respect des exigences techniques. Cela a un impact direct sur la qualité de fabrication et les performances de service de la structure.
1. La distorsion
La forme et la taille d'un objet changent sous l'action d'une force extérieure ou de la température.
2. Le stress
La force d'interaction à l'intérieur d'un objet causée par des forces externes ou d'autres facteurs est appelée force interne. La force interne par unité de surface de section transversale d'un objet est appelée contrainte.
3. Contrainte de soudage et soudage distorsion
La contrainte de soudage est la contrainte interne qui existe dans l'élément soudé pendant et après l'opération de soudage. processus de soudage.
La modification de la taille de la pièce soudée causée par le soudage est appelée distorsion de soudage.
1. Chauffage inégal des pièces soudées
(1) Contrainte et déformation causées par le chauffage central d'une longue bande (similaire au surfaçage)
Contraintes et déformations du centre de la bande d'acier pendant le chauffage et le refroidissement
(2) Contrainte et distorsion causées par le chauffage d'un côté de la bande longue (équivalent au surfaçage du bord de la plaque)
Contraintes et déformations lors du chauffage et du refroidissement d'un côté de la pièce. tôle d'acier bord
2. Retrait du métal soudé
3. Changement de la structure métallique
4. Rigidité et retenue de l'élément soudé
La distorsion de soudage peut être divisée en cinq formes de base : distorsion de retrait, distorsion angulaire, distorsion de flexion, distorsion d'onde et distorsion de déformation.
Formes de base de la distorsion de soudage
1). Rétrécissement distorsion
Le phénomène selon lequel la taille de la pièce soudée est plus courte qu'avant le soudage est appelé distorsion de retrait.
Distorsion de retrait longitudinale et transversale
(1) Distorsion longitudinale de retrait
(2) Distorsion transversale de retrait
2). Angulaire distorsion
La cause première de la distorsion angulaire est la répartition inégale du retrait transversal dans l'épaisseur de la tôle.
Distorsion angulaire de plusieurs articulations
Distorsion angulaire de l'articulation en T
3). Cintrage distorsion
La distorsion de flexion est causée par la non-coïncidence ou l'asymétrie entre l'axe de la soudure et l'axe neutre de la section structurelle, ainsi que par la distribution inégale du retrait de la soudure le long de la largeur de l'élément soudé.
(1) Distorsion de flexion causée par le retrait longitudinal
Déformation en flexion causée par le retrait longitudinal de la soudure
(2) Distorsion de flexion causée par le retrait transversal
Déformation par flexion causée par le retrait transversal de la soudure
4). Distorsion des ondes
La distorsion ondulatoire se produit souvent dans le processus de soudage de plaques minces d'une épaisseur inférieure à 6 mm, également appelée distorsion d'instabilité.
Distorsion de l'onde causée par la distorsion du congé de la soudure
5). Distorsion
La principale cause de distorsion est la répartition inégale de la distorsion du cordon de soudure sur la longueur de la soudure.
Distorsion de Poutre en I
1). Mesures de conception
(1) Choisir une forme et une taille de soudure raisonnables
1) Sélectionnez la plus petite taille de soudure.
Joint transversal avec la même capacité de charge
2) Choisir une forme de rainure raisonnable.
Rainure du joint en T
(2) Réduire le nombre de soudures
Les profilés et les pièces embouties sont les options préférées lorsque cela est possible. Pour les structures comportant des soudures nombreuses et denses, des structures de joints soudés coulés peuvent être utilisées pour réduire le nombre de soudures. En outre, l'augmentation de l'épaisseur de la plaque murale pour réduire le nombre de nervures, ou l'utilisation de structures profilées au lieu de structures nervurées, peuvent aider à prévenir la distorsion des structures en plaques minces.
(3) Disposition raisonnable de la position de la soudure
Les poutres, colonnes et autres composants soudés présentent souvent une distorsion de flexion due à la configuration excentrique de la soudure.
Disposition des soudures de la structure du caisson
Disposer raisonnablement la position de la soudure pour éviter les déformations
2). Mesures du processus
(1) Méthode d'abattement
(2) Méthode de distorsion inverse
Méthode de distorsion inverse pour les plaques planes soudage bout à bout
(3) Méthode de fixation rigide
1) Fixer l'élément soudé sur la plate-forme rigide.
Fixation rigide lors de la jonction de plaques minces
2) L'élément soudé est combiné à une structure plus rigide ou symétrique.
Fixation rigide et anti-distorsion de la poutre en T
3) Le dispositif de soudage est utilisé pour augmenter la rigidité et la retenue de la structure.
Fixation rigide lors de la jonction bout à bout
4) Utiliser des supports temporaires pour augmenter la résistance de la structure.
Support temporaire pendant le soudage par bouclier
(4) Choisir une séquence d'assemblage et de soudage raisonnable.
La séquence de soudage de l'assemblage a une grande influence sur la déformation de la pièce. structure soudée.
(1) Si les conditions le permettent, les structures soudées complexes et de grande taille doivent être divisées en plusieurs parties de structure simple, soudées séparément, puis assemblées en un tout.
(2) Lors du soudage, la soudure doit être aussi proche que possible de l'axe neutre de la section structurelle.
Assemblage et soudage de la poutre principale
3) Pour les structures présentant une disposition asymétrique des soudures, le côté présentant le moins de soudures doit être soudé en premier lors du soudage d'assemblage.
Séquence de soudage de la matrice supérieure de la presse
4) La structure avec une disposition symétrique des soudures doit être soudée symétriquement par des soudeurs pairs.
Séquence de soudage d'une soudure bout à bout de cylindre
5) Lors du soudage de longues soudures (plus de 1 m), la direction et la séquence indiquées dans la figure ci-dessous peuvent être utilisées pour réduire la distorsion de rétrécissement après le soudage.
(5) Sélectionner raisonnablement méthodes de soudage et les paramètres du processus de soudage
Soudage d'une structure à section asymétrique
(6) Méthode du bilan thermique
Utiliser la méthode d'équilibre thermique pour éviter les déformations dues au soudage
(7) Méthode de dissipation de la chaleur
1). Correction manuelle
2). Méthode de correction mécanique
Correction de la distorsion de flexion de la poutre par la méthode de correction mécanique
3). Méthode de correction de l'échauffement de la flamme
Les modes de chauffage de la flamme comprennent le chauffage ponctuel, le chauffage linéaire et le chauffage triangulaire.
(1) Chauffage ponctuel
(2) Chauffage linéaire
(3) Chauffage triangulaire
Correction par flamme de la distorsion de flexion d'une poutre en I
La correction de la distorsion de soudage par le chauffage à la flamme dépend des trois facteurs suivants :
(1) Mode chauffage
(2) Position de chauffage
(3) Température de chauffage et superficie de la zone de chauffage
1). Selon les causes du stress
(1) Contrainte thermique
(2) Contrainte correspondante
(3) Contrainte de déformation plastique
2). Selon la période d'existence du stress
(1) Contrainte instantanée de soudage
(2) Soudage contrainte résiduelle
1). Distribution des données longitudinales contrainte résiduelle σx
Répartition du joint d'about sur la section transversale de la soudure 0x
2). Distribution de la contrainte résiduelle transversale σy
(1) La contrainte transversale causée par le retrait longitudinal du soudage et la zone de distorsion plastique adjacente est σ'y
(2) Contrainte mécanique causée par le retrait transversal année σ" y
Distribution de σ" Y pendant le soudage dans différentes directions
1). Impact sur la résistance structurelle
2). Influence sur la précision dimensionnelle du traitement des pièces soudées
Stress interne le relâchement et la distorsion causés par l'usinage
3). Influence sur la stabilité des éléments de compression
1). Mesures de conception
1) Minimiser le nombre et la taille des soudures sur la structure.
2) Éviter une concentration excessive des soudures et maintenir une distance suffisante entre les soudures.
Soudage de l'embout de la cuve
3) La forme de l'articulation avec une rigidité moindre doit être adoptée.
Mesures visant à réduire la rigidité des articulations
2). Mesures du processus
1) Adopter une séquence et une direction de soudage raisonnables pour l'assemblage.
① Lors du soudage de la soudure sur un plan, il convient de veiller à ce que le retrait longitudinal et transversal de la soudure puisse être relativement libre.
Assemblage raisonnable et séquence de soudage des soudures d'épissure
② La soudure présentant le retrait le plus important doit être soudée en premier.
Séquence de soudage d'une structure de poutre duplex avec plaque de recouvrement
③ La soudure la plus sollicitée en cours de fonctionnement doit être soudée en premier.
Séquence de soudage d'une poutre en I
④ Lorsque la soudure transversale plane est soudée, il est facile de produire une contrainte de soudage importante à l'intersection de la soudure.
Séquence de soudage des soudures transversales planes
⑤ La structure où les soudures bout à bout et les soudures d'angle se croisent.
2) Méthode de préchauffage.
3) Soudage à froid.
4) Réduire la contrainte des soudures.
Réduire la rigidité locale et stress interne
Schéma de la méthode de chauffage "zone de détente".
1). Méthode de traitement thermique
(1) Traitement thermique intégral
(2) Traitement thermique local
2). Méthode d'étirement mécanique
3). Méthode d'étirement par différence de température
Schéma de l'élimination des contraintes résiduelles par la "méthode de traction par différence de température".
4). Soudure au marteau
5). Méthode de vibration
1). Méthode mécanique
(1) Méthode de découpage
(2) Forage méthode
2). Méthodes physiques
(1) Méthode magnétique
(2) Diffraction des rayons X
(3) Méthode des ultrasons
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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