207数字化用户 2019 年第 11 期 Digitization user 工程技术角钢货架在焊接中的变形优化郭长亮（578101 海南省洋浦经济开发区技工学校 海南 海口）【摘要】本文介绍了货架的加工制作的步骤。针对焊接过程中变形的问题，通过对焊接变形的影响因素和缘由分析，提出采取了合理的焊接方法来降低货架焊接过程中的变形。试验根据结果得出：选择合理的焊接工艺和参数，可以有效减小货架焊接过程中的变形，主观评价变形情况有很大的改善，变形情况可接受。【关键词】货架焊接；货架的加工制作的步骤；焊接变形；合理的焊接方法角钢焊接的货架是目前货物分类摆放应用比较多的一类货架,利用...

　　207数字化用户 2019 年第 11 期 Digitization user 工程技术角钢货架在焊接中的变形优化郭长亮（578101 海南省洋浦经济开发区技工学校 海南 海口）【摘要】本文介绍了货架的加工制作的步骤。针对焊接过程中变形的问题，通过对焊接变形的影响因素和缘由分析，提出采取了合理的焊接方法来降低货架焊接过程中的变形。试验根据结果得出：选择合理的焊接工艺和参数，可以有效减小货架焊接过程中的变形，主观评价变形情况有很大的改善，变形情况可接受。【关键词】货架焊接；货架的加工制作的步骤；焊接变形；合理的焊接方法角钢焊接的货架是目前货物分类摆放应用比较多的一类货架,利用角铁通过焊接的方式,焊接成多层货架,能轻松实现分类摆放货物的功能。角钢货架,由于其制作材料角钢方便购买,焊接后结构承受重量好,耐用等优点深受使用者喜爱,但在焊接过程中极容易产生货架焊接变形,严重影响了货架的美观与使用性。本文针对角钢货架在加工焊接过程中变形的问题,提出了通过优化焊接工艺参数,有效改善角钢货架焊接变形的策略,为以后类似问题的解决提供参考。一、角钢货架的结构及形式首先就角钢货架的结构及形式做多元化的分析,本文介绍的角钢货架,是我校近期为学生公寓制作的一批行李箱货架,采用的是40角钢,在焊接实训车间进行焊接加工制作,货架分为4层,货架宽度尺寸600毫米,货架长度尺寸800毫米,货架每层高度400毫米,货架腿高100毫米。二、焊接变形的影响因素分析其次是对角钢货架焊接变形的影响因素及原因进行深入分析,为本文第三部分焊接变形优化方法的提出做铺垫。由货架结构及形式能够准确的看出,主要的变形包括：角铁的本身形变、焊接工艺流程中产生的焊接应力与焊接变形。角铁的本身形变能够最终靠选取材料来改善,本文不再做介绍。焊接变形可大致分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。影响焊接变形的因素有很多,但归纳起来主要有材料、结构和工艺3个方面。（一）材料因素焊接变形不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,材料的热物理性能参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。其中热物理性能参数的影响大多数表现在热传导系数上,一般热传导系数越小,温度梯度越大,焊接变形越显著。力学性能对焊接变形的影响很复杂。热膨胀系数的影响最明显,随着热膨胀系数的增加,焊接变形相应增加。同时,材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用,正常的情况下,随着弹性模量的增大,焊接变形随之减少,而较高的屈服极限会引起较高的残余应力,焊接结构存储的变形能量也会因此而增大,从而可能促使脆性断裂。此外,由于塑性应变较小且塑性区范围不大,因而焊接变形得以减少。（二）结构因素焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。其总体原则是随拘束度的增加,焊接残余应力增加,而焊接变形则相应减少。在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是一直在变化着的,因此其自身为变拘束结构,同时还受到外加拘束的影响。正常的情况下复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变动情况随结构复杂程度的增加而增加,在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且在某些区域,如筋板、加强板等,拘束度将发生较大的变化,给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。因此,在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等来优化,对减小焊接变形有着十分重要的作用。（三）工艺因素焊接工艺对焊接变形的影响方面有很多,例如焊接方法、焊接输入电流电压、构件的定位或固定方法、焊接顺序、焊接夹具的应用等。在各种工艺因素中,焊接顺序对焊接变形的影响较为明显,正常的情况下,改变焊接顺序能改变残余应力的分布及应力状态,减少焊接变形。焊接工作者在长期研究中,总结出一些经验,利用特殊的工艺规范和措施,达到减少焊接残余应力和变形,改善残余应力分布状态的目的。三、焊接变形的优化本文针对以分析结果提出了以下几个预防和消除变形的方法,具体思路如下：①减少内应力的产生（减少热输入、通常焊缝分段焊、焊前预热以减小温差等）。②使内应力得到释放（焊接的方向、顺序、焊接构件的结构、焊缝的位置等）。③预留出变形的空间（焊前预变形等）④外力调修。具体的操控方法要根据具体的结构、环境、设备、人员技能等因素相关考虑。为此,考虑通过优化焊接工艺和参数的方法来改善焊接中的变形。（一）选择合理的组焊方式施焊时,要尽可能地收缩焊缝,以减少结构的拘束度,以此来降低焊接残余应力,其原则是：减小拘束,尽量使每条焊缝能自由地收缩。 （二）选择合理的焊接参数焊接时尽可能地选用较小的焊接电流、较快的焊接速度以及较小焊接热输入,以减少焊件的受热范围。在货架焊接过程中,要保证焊缝质量,还要减小焊接变形,通过不断调整焊接电流,最后选择焊接电流100A时,焊接变形较小。（三）采用锤击方法每焊完一道焊缝,在焊缝冷却的同时锤击焊缝,使焊缝得到一定的延伸,能减小焊接残余应力。锤击时应保持均匀、适度,避免锤击过分产生裂纹。最后,针对货架在焊接过程中变形的问题,通过主观评价及客观测量相结合的方法,确定了工艺流程中焊接变形对应的焊接工艺和参数,随后对问题工艺和参数来优化,主观评价货架的焊接变形有明显的改善。最后,通过客观测量,验证了优化焊接工艺和参数可以很有效的减小货架工艺流程中的变形。参考文献：[1]刘云龙.焊工（中级）.机械工业出版社,2006年9月[2]刘家发.焊工手册.机械工业出版社,2001年12月万方数据