夹紧 - 焊接以避免失真

在制造过程中，这是一个普遍的真理:零件是按照严格的公差制造的，任何差异都会减慢生产速度，最终导致制造商的成本上升。

焊接时，加热金属，这使得金属变形。没有避免这个。“当焊接时，由于各种原因，金属的变形是有问题的，最重要的是焊缝可能没有结构上的声音，”林肯电加拿大林肯电气加拿大的营销和出口销售主任表示。

“焊接失真是由不均匀的加热和焊接附近引起的，在焊缝中产生残余应力，”EWI的CTRIS Conrardy说，CTIS康卡迪说，CTIS Conrardy表示，“CTHIS Conrardy表示，CTHIS Conrardy说。

“失真的形式和幅度取决于多个因素，例如元件几何形状，材料类型，焊接设计，焊接过程热输入，焊接序列，工具等”。

焊接加热金属表面的一个特定点，通常是边缘，这导致材料不均匀膨胀。离焊缝较远的较冷金属限制了金属的膨胀量。这导致膨胀的金属被压缩，在冷却后，被压缩的金属收缩，将焊缝拉伸。这使得焊接区域变形，”米勒工业系统集团的焊接工程师Kodi Welch说。

不同的金属在加热时会以不同的方式运动。Victor Technologies高级品牌经理Tom Wermert表示:“每种金属都有不同的热胀冷缩系数。

“你会发现铝在材料中传热非常快，而低碳钢有介质传热，而不锈钢的传热非常局限于特定区域，这取决于产品中镍和铬的含量。材料的反应和变形取决于所放热量的大小。”

所有材料都会以某种方式扭曲，甚至厚的材料。

“失真的类型和幅度取决于许多因素，包括厚度，”康拉迪说。“非常薄的材料，例如金属板，遭受称为”屈曲“的变形形式的大部分，其特征在于亚稳态”油罐“和”波纹“。对于更大的厚度，角度变形更常见，并且通常在5至20mm的厚度的材料中最明显。由于其抵抗导致变形的残余应力的更大的固有能力，较厚的材料倾向于具有较小的扭曲。“

简单避免：

避免焊缝变形最简单的方法是不焊接过度焊接产品。“没有单一的”银弹“解决了所有类型的失真，”康拉迪说。“特定应用的最佳解决方案可能涉及组合多个失真控制方法。通常，最小化焊接失真的最简单方法之一是最小化总焊接热输入。这是通过优化焊接关节设计和程序来避免焊接来完成的。

“例如，使用8毫米圆角焊缝，其中5毫米焊缝足够多于焊接体积，并且可以显着影响失真。”

在焊接接头上花费较少的时间也可以最小化金属部件中的变形。“提高焊缝上的填料金属的速度和沉积。焊缝上的热量输入和行进速度成反比。如果您是双重旅行速度，您实际上只会将含量的四分之一放入产品中，“Wermert说。

夹下来:

适当的夹紧工件是至关重要的，以创建一个适当的变形自由焊缝。Conrardy说:“工具对变形有很大的影响。在焊接和冷却过程中适当地抑制部件可以抵抗和减少某些类型的变形，如角变形和弯曲。

必须观察到适当的夹紧技术以消除失真的潜力。确保工件均匀夹紧至关重要。

Wermert说:“你必须确保所有的夹紧是平衡的，这样你就不会有一块可以移动的材料和另一块夹得更紧的材料。”“因此，相互之间的夹持或平衡夹持确实有助于消除一些扭曲。”

在末端夹紧工件，而不是中间可以导致工件中间的变形。对于一些关键的应用，可以部署水冷夹具。

“当焊接钣金件时，水冷式夹具将热量从焊接件中带走，”Clark说。

不正确的夹紧可以具有增加或加剧变形的相反效果。

“通过将不受限制的结构的变化转移到不受限制的结构的其他部分，或增加高度抑制区域中的裂缝的可能性，可以对不正确的结构进行负面后果。

伊斯坦德·杜里克，米勒工业系统集团的焊接工程师表示，“夹紧部分焊接在该部件上，由于焊接米勒工业系统集团的焊接工程师Lex Palmer表示，虽然Lex Palmer，但是Lex Palmer的焊接工程师将压力放入材料中。”“取决于材料，它可以限制和应变材料微观结构，这会导致破裂。”

预测失真：

了解该部件的扭曲如何将有助于焊工避免 - 或者至少最小化 - 失真。

Palmer说:“有些软件可以提供扭曲的预测。”“如果没有之前的测试和测量，通常很难预测。应该实施焊接程序，以确保焊接变量保持在预先测试的范围内。”

由于热量是扭曲的原因，了解工件的热量是多少，重要的是要知道。“热输入的简单计算是（v * a * 60 /行进速度[IPM]）。将热量减少到焊接接头中有助于减少失真，“杜灵糖说。“对于简单的组件几何形状（例如，在方形板上焊接的单个加强件滤波器），经验导出的方程可以给出不同材料类型，厚度和焊接尺寸的预期变形的估计，”康拉迪说。

“对于更复杂的‘现实世界’应用，通常需要计算机模拟来预测失真。计算机模拟技术正在迅速发展，准确性也在不断提高，但通常需要一些物理测试来验证和调整预测结果。”

焊接失真是所有焊工必须与大大制造环境相悖的东西，当没有对所需公差的零件时，它可能是一个显着的成本，并且有大量的拒绝部件。

“热量输入必须得到控制。使用焊接工艺和接头设计，允许更快的旅行速度和较小的焊接尺寸。使用允许的最小珠子尺寸，但仍能提供所需的强度。如果可以，使用脉冲设备，以帮助降低平均安培在给定的旅行速度，与传统的CV喷涂。如果允许预热。使用刚性夹具。”韦尔奇表示。

“在某些情况下，你无法避免失真，所以你可以做的是预先弯曲这些部分，所以当你焊接时，失真会扭曲在你想要的位置，”Wermert说。

另一种方法是预先设定零件，这样金属就会扭曲，从而将完成的零件拉入正确的公差。

根据林肯电气，“根据林肯电动，”根据林肯电气，是使用相反的机械力来抵消由于焊接引起的失真的使用。

“平衡收缩力的另一个常见做法是将相同的焊接定位回来，将它们紧紧地夹紧在一起。在两个组件上完成焊接，并在释放夹具之前冷却。通过在夹紧前的部件之间的合适位置插入楔形件，可以与该方法组合。

通过使用适当的工具或夹具，变形可以大大减少。此外，减少零件的整体热量输入将有助于减少失真。这可以是任何更快的移动到从CV焊缝转换到脉冲电弧焊缝。零件的设计将发挥作用，因为材料的弯曲将抵抗焊接变形，”Durkin说。

“为了尽量减少扭曲，制造商应该采取整个生产序列的整体视图，以评估潜在的扭曲贡献者，”康拉迪说。“评估应包括组件和焊设计细节，施工顺序，材料的制备方法（例如，处理，切割，焊接接头制备），拟合实践，工装方法和焊接工艺。

“一种侧重于在生产序列中的每个步骤中控制变形的方法通常会最小化所得到的焊接失真。”