无锡结构件焊接变形产生的原因

结构件焊接变形产生的原因

无锡结构件焊接过程是利用电弧热、物理热、化学热等热能将母材金属及焊材融化形成焊接熔池，熔池凝固从液相转变成固相的结晶过程，本质上是一个冶金过程。焊接凝固和铸造凝固虽然都经历结晶成核、长大的过程。但前者是非平衡凝固，后者是平衡凝固，二者有很大区别

1、焊接熔池体积小，冷却速度快。其平均冷却速度约为铸造的104倍。所以焊缝金属中易形成气孔、裂纹、夹杂、偏析等缺陷

2、熔池中的液态金属处于过热状态，熔池中心与边缘的液态金属温度梯度比铸造高

3、熔池在运动状态下结晶，结晶前沿随热源同步移动，结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长，到焊缝中心区停止生长。此区是杂质易聚集区

4、母材融合线上存在大量现成表面，在半融化晶粒上形核后外生长成联生结晶，表现出焊接熔池非均质形核的特点

焊接过程的这些特点使得结构件在焊接过程进行当中，当其局部受热时，因受其周围构件约束不能充分伸展，产生压应力；当其冷却时，因焊缝收缩而产生拉应力，使焊件产生弯曲变形。故当焊接过程结束后，焊件内部既存在着压应力又存在着拉应力，既存在着弹性变形又存在塑性变形，焊缝内部因焊缝收缩产生压应力，焊缝周边的母材金属因受拉而产生拉应力。可以说这些应力和应变的产生是不可避免的。因此，我们应利用此机理对焊接结构件从结构设计、焊接工艺因素两个方面控制其对焊接变形的影响

在结构许可的情况下尽量减少焊缝数量，焊缝数量少，需要输入的焊接热能就小，焊接变形就会减小。减少焊缝数量，使焊缝对称和外形美观，而且可以提高构件刚度，减少构件变形