第四章反变形法

第四章　反变形法

反变形法是生产中常用的方法，通常有自由反变形法、塑性反变形法和弹性反变形法，如图4-1所示。

图4-1　反变形法的形式

自由反变形法是在焊接前先估算好焊件变形的大小和方向，然后在装配时给构件一相反方向的变形，以此与焊接变形相抵消，使焊件达到技术条件要求，例如图4-1（a）中，为了使V形坡口对接接头的角变形较小，可以预先将焊接坡口处垫高。

图4-1（b）、图4-1（c）分别是塑性反变形法和弹性反变形法形式。如果采用塑性预弯，如果能达到精确的塑性预弯量，总是可以得到无角变形的角焊缝接头。

在弹性反变形中，通常需要采用一个专门的反变形夹具，将垫块或棒件放在焊缝下面，两边用夹具夹紧板件。为获得角反变形通常采用图4-2中的夹具，图4-2（b）在对接处用两个斜楔把工件的接边垫高进行焊接。图中4-2（c）是用于防止T形接头角变形。这种装置只能在接缝的两端使用。如果反变形预应变适当，也可得到无角变形的角焊缝接头。

图4-2　防止角变形的夹具

塑性反变形法和弹性反变形法各有优缺点。一般认为，在实际生产中，弹性反变形比塑性反变形更可靠些。因为即使弹性反变形的预应变程度不够准确，也总是可以减小角变形。如果采用塑性反变形，所选取的塑性预弯量必须非常精确，否则得不到良好的效果。况且正确的塑性预弯量随板厚、焊接条件和其他因素的不同而变化，而且弯曲线必须与焊缝轴线严格配合，这都给生产带来困难，所以实际中较少使用。

对于一些刚度很大的焊件，如桥式起重机大梁等构件，采用上述反变形法有困难时，可采用反变形下料，即在梁的腹板下料时就割成带挠度的料板，其挠度方向与焊接弯曲变形方向相反，如图4-3（a）所示。也可在腹板拼焊时焊制成带挠度的料板，如图4-3（b）所示。

图4-3　下料反变形示意图

对于一些特大、重型焊接结构，往往不可能制造专用的焊接胎具。在这种情况下，可以利用结构本身的自重来减小焊接变形。图4-4是利用结构本身自重来控制焊接变形的图示，图中为一倒置工字梁，较长、较重，在下翼板上要焊一条窄而厚的盖板，在焊接盖板时，由于焊缝的收缩，使梁产生下凹的挠曲变形。如果梁的支承放在两端，如图4-4（b）所示，显然，梁的自重会进一步增加弯曲变形。反之，如果将梁的支承移到梁的重心附近，如图4-4（c）所示，梁的自重则可起到抵消或减小焊接弯曲变形的作用，致使最终变形减小。

图4-4　利用构件自重和焊缝收缩力控制焊接变形