一、焊接前的预防措施
合理的设计与排版
结构设计优化:在设计花箱结构时,尽量采用对称结构。例如,花箱的四条边框可以设计成相同的尺寸和形状,这样在焊接过程中,由于热应力分布相对对称,可减少整体变形的可能性。对于有多个部件组成的花箱,应合理安排部件的布局,使焊接时热量分布均匀。
焊缝布局规划:减少不必要的焊缝数量和长度。如果焊缝过于密集,焊接时产生的热量集中,容易导致较大变形。例如,在设计花箱的内部支撑结构时,可以采用整体式的部件代替多个小部件拼接,从而减少焊缝数量。
材料预处理
预变形处理:对于一些容易变形的金属材料,可以在焊接前进行预变形处理。例如,对于较薄的钢板制作的花箱,如果预计焊接后会产生向上的弯曲变形,可以在焊接前将钢板预先向下弯曲一定角度,这样在焊接后,由于预变形的抵消作用,花箱的变形量会减小。
材料固定与定位:在焊接前,使用夹具或定位装置将花箱的各个部件牢固地固定在一起。例如,使用角铁制作的夹具将花箱的边框和底部板材固定,确保在焊接过程中部件之间的相对位置不变,限制其在焊接热影响下的移动,从而减少变形。
二、焊接过程中的控制措施
合适的焊接顺序
分散焊接热量:采用合理的焊接顺序,避免热量集中在某一区域。例如,对于花箱的框架焊接,可以采用跳焊法,即先焊接框架的一个角,然后跳过相邻的角焊接对角,再回来焊接剩余的角。这样可以使热量在花箱框架的不同区域分散开来,减少局部过热引起的变形。
从中间向两边焊接:在焊接花箱较长的部件(如边框)时,从中间向两边进行焊接。因为从中间开始焊接,热量向两边扩散,两边的部件对中间焊接区域有一定的约束作用,能够减少变形量。
控制焊接工艺参数
小电流、多层焊:对于较薄的金属材料,采用小电流、多层焊的方式。例如,在焊接1 - 2mm厚的不锈钢花箱板材时,将手工电弧焊的电流控制在60 - 80A,进行多层焊接。这样可以减小每层焊缝的热输入,降低焊接变形的程度。
合适的焊接速度:保持均匀的焊接速度,避免过快或过慢。如果焊接速度过快,焊缝熔深不足,可能需要补焊,增加了热输入总量,容易导致变形;如果焊接速度过慢,焊缝过热,也会引起较大变形。例如,在焊接花箱的角焊缝时,焊接速度一般控制在10 - 15cm/min左右。
对称焊接
同时对称施焊:对于对称结构的花箱部件,如花箱的两个相对的边框,尽可能同时进行对称焊接。这样可以使焊接产生的热应力相互抵消,有效防止变形。例如,安排两名焊工同时对花箱的左右边框进行焊接,保证焊接速度和工艺参数基本一致。
三、焊接后的校正措施
机械校正
压力校正:如果花箱焊接后出现较小的变形,可以采用压力校正的方法。例如,对于焊接后略微弯曲的花箱边框,可以使用千斤顶或压力机在变形的反方向施加一定的压力,使边框恢复到正常形状。但这种方法要注意控制压力大小,避免对花箱造成损坏。
敲击校正:使用小锤对变形部位进行敲击校正。对于局部的凸起变形,可以用小锤轻轻敲击凸起部位,使其平整。不过这种方法需要一定的经验,敲击力度和位置要合适,否则可能会导致新的变形或损坏焊缝。
火焰校正(适用于可热处理金属)
局部加热:对于一些可进行火焰校正的金属花箱(如低碳钢花箱),当焊接后出现变形时,可以采用火焰校正的方法。通过氧 - 乙炔火焰对变形部位的一侧进行局部加热,加热区域呈三角形或线性。由于金属受热膨胀,冷却后收缩,从而使变形得到校正。例如,对于焊接后弯曲的花箱框架,在弯曲的凸面一侧进行火焰加热,加热后让其自然冷却,框架会逐渐恢复到较为平整的状态。但要注意控制加热温度和加热速度,避免对金属材料的性能产生不良影响。