Las piezas estructurales de placa delgada generalmente se refieren a piezas estructurales soldadas con placas de acero (incluidas placas de acero inoxidable, placas galvanizadas y láminas de hierro blanco) con un espesor de no más de 4 mm. Controlar y corregir la deformación por soldadura de las piezas estructurales de placa delgada requiere una tecnología excelente. A continuación, se presenta un debate sobre el consenso al que hemos llegado, que se limita al nivel y es solo para referencia.
A. Causas de la deformación por soldadura
(1) Factores que afectan la deformación térmica de la soldadura
1. Método de proceso de soldadura. Los diferentes métodos de soldadura producirán diferentes campos de temperatura y diferentes deformaciones térmicas. En términos generales, la soldadura automática se concentra más en el calentamiento que la soldadura manual, el área de calentamiento es más estrecha y la deformación es menor. El alambre de soldadura con protección de gas CO2 es delgado, la densidad de corriente es grande, el calentamiento está concentrado y la deformación es pequeña.
2. Parámetros de soldadura. Es decir, corriente de soldadura, voltaje del arco y velocidad de soldadura. Cuanto mayor sea la energía de la línea, mayor será la deformación de la soldadura. La deformación de la soldadura aumenta con el aumento de la corriente de soldadura y el voltaje del arco, y disminuye con el aumento de la velocidad de soldadura. Entre los tres parámetros, el efecto del voltaje del arco es obvio, por lo que la deformación de la soldadura automática con bajo voltaje, alta velocidad y alta densidad de corriente es pequeña.
3. El número de soldaduras y el tamaño de la sección. Cuanto mayor sea el número de soldaduras, mayor será el tamaño de la sección y mayor será la deformación de la soldadura.
4. Método de construcción. El campo de temperatura de la soldadura continua y la soldadura intermitente es diferente, y la deformación térmica resultante también es diferente. Por lo general, la deformación de la soldadura continua es mayor, mientras que la deformación de la soldadura intermitente es menor.
5. Propiedades termofísicas de los materiales. Los distintos materiales tienen diferente conductividad térmica, calor específico y coeficiente de expansión, lo que da lugar a diferentes deformaciones térmicas y deformaciones por soldadura.
(2) Factores que afectan el coeficiente de rigidez de los componentes soldados
1 Tamaño y forma de los componentes. A medida que aumenta la rigidez del componente, la deformación por soldadura es menor.
2. Aplicación de abrazaderas para neumáticos. El uso de abrazaderas para neumáticos aumenta la rigidez de los componentes, reduciendo así la deformación por soldadura.
3 Procedimiento de soldadura de montaje. El procedimiento de soldadura de montaje puede provocar el cambio de rigidez y la posición del centro de gravedad del componente en diferentes etapas de montaje, lo que tiene una gran influencia en la deformación de la soldadura del componente de control.
En términos generales, bajo la condición de pequeña restricción, la deformación de soldadura de los componentes soldados es grande y, viceversa, la deformación es pequeña.
B. Tipos de deformación por soldadura de estructuras de placas delgadas
La deformación por soldadura de cualquier estructura de acero se puede dividir en deformación general y deformación local.
La deformación general es el cambio en el tamaño o la forma de todo el componente después de la soldadura, incluida la contracción longitudinal y transversal (acortamiento del tamaño general), la deformación por flexión (arco medio, comba) y la deformación por torsión.
La deformación local se refiere a la deformación del área local del componente después de la soldadura, incluida la deformación angular y la deformación ondulatoria.
C. Principios y métodos para controlar la deformación por soldadura de estructuras de placas delgadas
La deformación térmica durante la soldadura y la rigidez de los componentes soldados durante la soldadura son los dos factores principales que afectan la deformación residual de la soldadura. Con base en estos dos factores principales, se puede considerar que la deformación residual de la soldadura es inevitable, es decir, es poco probable que se elimine por completo la deformación de la soldadura.
Para controlar la deformación residual de la soldadura, se deben tomar medidas desde el diseño de las piezas estructurales de placa delgada y durante el proceso de construcción al mismo tiempo.
En el diseño de piezas estructurales de placas delgadas, además de cumplir con la resistencia y el rendimiento de los componentes, también se deben cumplir los requisitos de mínima deformación por soldadura y mínimas horas de trabajo en la fabricación de los componentes. Por lo tanto, es particularmente importante optimizar el diseño de las juntas de las placas. El diseño de las juntas de las placas en los planos de diseño a menudo no considera cuidadosamente la capacidad de fabricación, lo que es fácil de provocar deformaciones por soldadura.
El proceso de soldadura es uno de los procesos más importantes en la construcción de estructuras de acero. Un proceso de soldadura razonable es un método eficaz para reducir la deformación de la soldadura y la concentración de tensiones.
Para controlar la deformación de la soldadura de los componentes, se deben tomar medidas efectivas tanto como sea posible, tales como: dividir los componentes en varias partes pequeñas y segmentos de componentes, de modo que la deformación de la soldadura se disperse en cada componente, lo que es conveniente para el control y corrección de la deformación de los componentes;
Hacer que la disposición de las soldaduras de cada componente sea simétrica con el eje neutro de la sección segmentada del componente, o cercana al eje neutro de la sección, para evitar distorsiones y deformaciones por flexión excesivas después de la soldadura;
Para cada soldadura principal, seleccione el tamaño de pata de soldadura más pequeño y la soldadura más corta posible;
Evitar la excesiva concentración y disposición cruzada de las soldaduras;
Utilice placas de acero lo más anchas y largas posible o estructuras que reduzcan el número de soldaduras, etc.
Los métodos de proceso para controlar la deformación de soldadura de piezas estructurales de placa delgada son los siguientes:
(1) Ensamblar los componentes sin forzar la tensión de montaje;
(2) Adopte soldadura automática y otros procesos de soldadura con protección de gas: como la soldadura con protección MAG con gas mixto Ar+CO2 más avanzada.
(3) Selección razonable de los parámetros de especificación de soldadura y secuencia de soldadura de ensamblaje. Reduzca el suministro de cable, reduzca la corriente, el voltaje y cambie la polaridad (generalmente polaridad inversa de CC → polaridad positiva de CC). Suelde primero la costura corta y luego la costura larga, y realice el proceso de desoldadura paso a paso desde el interior hacia el exterior.
(4) Utilice el método de fijación rígida y el método antideformación de la forma más razonable posible.
D. Corrección de la deformación por soldadura de piezas estructurales de placas delgadas
Durante la construcción de la estructura de acero, aunque se toman medidas para controlar la deformación por soldadura en el diseño de sus componentes y en el proceso de construcción, debido a las características del proceso de soldadura y a la complejidad del proceso de construcción, la deformación por soldadura sigue siendo inevitable. Las distorsiones por soldadura requeridas por el diseño deben corregirse.
El proceso de corrección se limita a corregir la deformación local de los componentes soldados, como la deformación angular, la deformación por flexión, la deformación ondulada, etc. Para la deformación general de la estructura del componente, como la contracción longitudinal y transversal (acortamiento del tamaño total), solo se puede colocar previamente mediante troquelado o ensamblaje. margen para compensar.
El método de enderezamiento mecánico para corregir la estructura de acero provoca fácilmente el endurecimiento por trabajo en frío del metal y consume una cierta cantidad de reservas plásticas del material, y solo se puede utilizar para materiales con buena plasticidad. En la producción real, se utilizan prensas hidráulicas especiales de gran escala, prensas de fricción Correctoras.
La estructura de acero se corrige mediante el método de enderezamiento por llama. Después del enderezamiento y enfriamiento, el metal del componente soldado obtiene una deformación plástica compresiva irreversible, de modo que se corrige la deformación de todo el componente soldado.
El método de enderezamiento por llama también consume una parte de la plasticidad del material, y debe utilizarse con precaución en el caso de materiales frágiles o con poca plasticidad. Es necesario controlar adecuadamente la temperatura de calentamiento por llama. Si la temperatura es demasiado alta, se reducirán las propiedades mecánicas del material, y si la temperatura es demasiado baja, se reducirá la eficiencia de corrección.
Dado que la velocidad de enfriamiento no tiene efecto sobre el efecto de corrección, el método de rociar agua mientras se calienta se utiliza a menudo durante el proceso de construcción, lo que no solo mejora la eficiencia del trabajo, sino que también mejora el efecto de corrección.
