四、控制焊接變形
4.1 焊接變形產生的原因
1、加熱對焊縫金屬的物理效能的影響有哪些？
焊接加熱對焊縫金屬的物理效能有很大的影響，主要包括硬度（或彈性模量e）增加、屈服點降低以及伸長率增加等。低碳鋼焊接時焊縫金屬的物理效能變化如圖40所示。
2、為什麼焊接會引起變形？
在高溫下沿著焊道方向焊縫金屬逐漸增加，電弧附近的峰值溫度可以達到幾千攝氏度，這使靠近焊縫的較熱金屬比遠離焊縫的較冷金屬更加膨脹，但較冷金屬會阻止來自於較熱金屬的膨脹力，使工件金屬形成永久性變形。當工件冷卻時，熱收縮力將使焊縫金屬收縮；此時某些收縮力會分布於變形的工件金屬中，而在工件的剛性部分，這些收縮力不會分布開並殘留在工件內部，形成內應力，如圖41所示。
3、施焊在長形焊接件上的焊縫是如何產生變形的？
焊接時沿整個焊縫長度會產生收縮，如圖42所示，收縮總是產生於焊縫金屬和母材金屬之間。
4、控制收縮和變形程度的因素有哪些？
① 外部夾具的拘束作用；
② 大型焊件的內部拘束；
③ 焊件自身的剛度；
④ 焊接熱量輸入和焊接速度；
⑤ 冷卻速度。
這些因素的互動作用十分複雜，對於最簡單焊縫的收縮和變形進行計算和**也是很困難的，但可以採取一些措施、工藝步驟控制收縮和變形量。
5、在哪些部位會看到焊接收縮和變形的影響？
沿焊縫軸線部位易引起縱向收縮，沿垂直於焊縫軸線部位易引起橫向收縮，如圖43(a)所示。在丁字形焊縫的十字交叉部位容易變形，如圖43(b)所示。這種變形主要是由焊縫熔敷金屬和熱影響區金屬共同作用引起的。
根據焊縫中心軸線的位置不同，給向收縮對工件的影響作用也不同，如圖44所示。焊縫總是收縮，中性軸長度不變。所以中性軸總是彎向焊縫。
6、導致焊接變形的最直接的控制因素是什麼？
主要是焊接熔敷過量，焊接熔敷過量是經常被忽視的引起變形的原因。由於缺乏對焊接過程的準確把握，設計者可能會制定較大的焊縫尺寸；當零部件送到工廠的車間時，車間技術人員為了安全地進行焊接，將零件的尺寸進一步增加，最後焊接操作者為了確保得到牢固的焊縫，又進一步增加了焊縫的尺寸，結果是最初6mm的角焊縫最後被焊成12mm的角焊縫尺寸。
焊接操作者可能沒有意識到焊縫金屬與焊腳尺寸成平方關係，結果焊腳尺寸增加6mm使得焊縫熔敷金屬成倍增加，同時還明顯增加焊縫的收縮變形，也會增加4倍的焊接費用，因此過量熔敷的焊縫金屬是不必要的。在圖45(a)中，焊接熔敷過量會增加焊縫的收縮力；在圖45(b)中，採用小尺寸焊縫會降低變形；在圖45(c)中，採用斷續焊縫可以減小焊縫長度，並可以進一步減小焊縫收縮和變形。
4.2 控制收縮和變形
1、明顯減小焊縫變形的步驟有哪些？
減小焊縫變形的主要步驟如圖46～圖48所示。
2、其他的控制附加應力和變形的方法是什麼？
① 可以採用在焊道每一側進行多道對接焊縫以減小角變形；
② 對於複雜結構應調整結構的焊接位置及順序，以平衡產生的收縮力，通常應採用對角焊縫結構；
③ 在較冷的環境中，採用焊前預熱對於降低焊接冷卻速度並獲得良好的接頭有一定的作用。但根據美國海軍部門的研究表明，焊前預熱並不能很有效地減小焊接變形；
④ 大型焊件焊後進行熱處理主要是為了減少殘餘應力，並防止在機械加工的焊縫表面產生變形。對於乙個具有較大殘餘應力的焊接結構，採用機械加工方法消除焊縫金屬可能會導致產生更大的變形；
⑤ 火焰矯正法，見彎曲與校直。
實際應用中經常將兩種或更多的控制應力和變形的方法結合應用，以獲得良好的應用效果。
4.3 橫樑的橫向和縱向收縮
1、焊縫尺寸和形狀是如何影響焊縫的收縮變形的？
收縮變形的產生與焊縫金屬的熔敷量和形狀有直接關係。如圖49(a)所示。同樣尺寸的鋼板，採用雙面v形坡口所產生的收縮變形是採用單面v形坡口的一半。
圖49(b)所示為常用板材厚度與焊縫面積的線性關係示意。
通過分析可以估算出焊縫的橫向收縮變形量等於焊縫十字交叉部分平均寬度的10%，即：橫向收縮量＝0.10×平均焊縫寬度。
這表明減小焊縫尺寸並保證所要求的強度，可以滿足控制收縮變形的要求。
2、當乙個鋼板被焊接成帶卷邊的工字梁結構時，可以**工字梁中心的偏差嗎？
可以。採用圖50中的方程計算出的縱向焊縫收縮量與實測值基本一致，公式中面積a、轉動慣量i、橫樑結構的硬度值可以從有關資料表中獲得，該方程也適用於t形梁結構和角焊縫結構。橫樑結構還可以採用水壓機進行機械彎曲力和用氧－乙炔火焰進行彎曲。
如果對法蘭盤上底和下底進行焊接時，橫向收縮力會產生平衡，使得焊縫幾乎沒有橫向收縮偏差。
3、當在兩個c形管道上焊接乙個長的、薄的箱形件時，為了減小箱形件和管道的最終彎曲變形，應採取何種措施？
產生應防止第一道焊縫直接冷卻直到第二道焊縫焊完，然後讓兩個焊縫同時冷卻，以促使兩個焊縫彼此平衡收縮變形力，來防止彎曲變形。
五、焊縫尺寸與強度
5.1 角焊縫的尺寸
1、如何測量角焊縫的尺寸，以便確定角焊縫是否符合圖紙中的要求？
角焊縫的形狀可以是凹形、凸形或平直的，焊腳可以相等或不等。但角焊縫的實際尺寸是通過測量焊縫中最大等腰直角三角形的焊腳長度而獲得的，該等腰直角三角形是通過角焊縫橫截面與母材表面成一直線的焊腳來表示的。沒有適當的量具，很難測量出角焊縫的尺寸。
角焊縫的測量方法如圖51所示。
2、為了增強整個金屬板的綜合強度，確定角焊縫尺寸的一般原則是什麼？
假定角焊縫在金屬板件的兩側，並且分布在整個金屬板長度上，角焊縫的焊腳尺寸應當為金屬板厚度的75％；如果焊接兩塊不同厚度的金屬板，則以較薄板的厚度作為參考依據，如圖52所示。
3、還有哪些其他公認的測量焊縫尺寸的原則？
美國焊接學會（aws）和美國鋼結構學會（aisc）已把一些測量焊縫的原則運用到建築和橋梁的焊接實踐當中，有關最小有效焊縫長度的測量原則如圖53所示。
5.2 焊縫的強度
1、根據工業標準和**進行焊接時，鋼板之間的典型結構焊縫能達到怎樣的強度？
焊縫一般能保持較高的強度，以至於超過了焊材**和應用中所要求的強度。在很多情況下，這種焊縫的強度不能通過焊材**本身辨別出來。例如，用普通焊條e60××焊接完成的焊縫強度比焊條標稱的最小強度值高大約50%。
並且在焊接完成後，很多市售的e60××焊縫的屈服強度比結構鋼本身高75%。
2、為什麼典型焊態下的結構鋼焊接接頭的強度比母材金屬的強度高？
有以下兩個原因。
① 所用焊條中的金屬心是優質鋼，比母材的效能好。
② 在焊接過程中，熔化金屬受到良好的保護作用。與電爐鋼相比較，焊條藥皮還具有淨化劑和脫氧劑的作用，藥皮中的其他合金成分能夠促使形成均勻的晶體結構和良好軟科學效能的焊縫。
3、焊接缺陷，可美國焊接學會aws術語中的非連續，對焊縫的強度有何影響？
① 圖54表明，對於焊接接頭試樣來說，焊縫上儘管有嚴重的咬邊缺陷，但在靜載荷的拉伸作用下，失效的是金屬板，而不量焊縫。
② 乙個總的原則是，角焊縫尺寸應為被焊金屬板厚度的75%，以便增強整個金屬板的強度。依據這種方法，在厚度12.5mm金屬板上焊接尺寸為9.
5mm的角焊縫的強度應比母材金屬高，對於尺寸為8.7mm和8mm的角焊縫也是這樣。當角焊縫尺寸減小到6.
4mm時，焊縫金屬在220kgf/mm壓力（該壓力值是美國焊接學會施用壓力的5倍多）作用下才發生破斷。尺寸不足夠大的角焊縫對焊縫強度的影響如圖55所示。
③ 圖56給出了未焊透對焊縫強度的影響。進行拉伸試驗之前，先將焊縫加工平整。當焊縫縮頸處減小到整個試樣厚度的31%時，整個焊縫才發生破斷
4、焊縫中有多少氣孔時會影響到焊縫金屬的強度？
試驗表明，當焊縫中的孔隙量大於整個焊縫的7%時，焊縫的塑性或抗拉強度、衝擊強度將發生很大的變化。
六、焊接工裝與夾具
6.1 插銷、搭扣及密封
1、如果在金屬板或構件的孔上焊接乙個螺母，或者為水平螺旋製作螺紋，在孔上放置螺母的最好方法是什麼？
① 焊接之前，將螺母表面的金屬zn和cd用銼刀等工具打磨掉，以防止汙染焊縫。
② 採用另乙個螺母和螺栓對上述的螺母施加拉力，並在焊接時將螺母牢靠地固定在金屬板上。
③ 焊縫冷卻以後，去除沒有被焊接住的螺母和螺栓。
在金屬板孔上焊接螺母的具體方法如圖57所示。
2、為工作台或構架製作水平調整卡具時，比較快速和經濟的方法是什麼？
先將乙個六角螺栓的頭部磨平，以便使螺栓頭套在墊圈的孔上，然後再把墊圈焊接到螺栓上，形成乙個底座。為了便於轉動螺栓，可將一根直徑為6mm的金屬棒焊接到螺栓上，最後按照前面所述的方法將乙個螺母固定在金屬板上形成螺紋。水平調整卡具如圖58所示。
3、在鋼板上精確地定位和固定插銷或填塞，比較好的方法是什麼？
① 確定出插銷中心的位置；
② 鑽出能使插銷滑進或推進的孔；
③ 將插銷的末端切成斜面，插入孔中，並在插銷的後端部進行塞焊；
④ 為了顯得美觀，對塞焊處進行打磨使構件的後部齊平。
帶有塞焊焊縫固定插銷的方法如圖59所示。
4、如何簡易製作搭扣或連線點？
① 用手工鋼鋸（可以是sawzall型或portaband型）切取一段鏈環，使切取下來的鏈環兩段相互平行；
② 按照所切割鏈環要插入的位置和直徑鑽兩個孔；
③ 將鏈環插入孔中，並用塞焊方法從後面將鏈環固定住。
如果放置搭扣的構件後部沒有可焊接處，可以將一小金屬板焊接到構件上面。採用鏈環製作搭扣或連線點的方法如圖60所示。
5、採用焊接方法製作中空的圓形或矩形管狀工件時，為了達到外形美觀、安全和耐用的要求，有時工件的末端需要密封，有哪兩種常用的密封方法？
① 最簡單的密封方法是在管狀工件末端插入尺寸適當的塑料塞子，如圖61(a)所示。這些塑料塞子有圓形、方形和長方形等形狀。但插入塑料塞子有個缺點，大多數塑料塞子伯外觀和尺寸只能應用於室內。
如果工件長期暴露在室外大氣中，塑料塞子會由於氣候的影響而逐漸發生老化，進而失去保護邊緣的能力。
② 另一種密封方法是用鋼板將管狀工件末端覆蓋住，並將鋼板焊接固定，如圖61(b)所示。這種方法雖然費時，但能有效地避免氣候的不良影響。
6.2 框架的製作及固定件
1、如要在框架構件上放置物體，但框架要易於移動，如何製作這樣的框架？
在框架構件上焊接長度較短的矩形管狀材料，然後將物體安裝到可以讓管子滑進去的立體方形槽中，如圖62所示。為了特殊需要，也可以採用圓管關材料和棒狀材料來製作能旋轉的支架。
婚禮策劃個性100招
每個新娘都想讓自己的婚禮與眾不同，現幫你準備了100個小方法，簡單卻不失甜蜜，一定會讓你的婚禮個性十足。1.結婚邀請卡 在你們的結婚邀請卡上裝飾個性圖案，比如說棕櫚樹 菠蘿或者鮮花的圖案，清新又可愛。2.晶瑩的冰雕 在餐宴的布菲台上，用冰雕成一種對你們而言非常有意義的形狀，或者是你們的寵物，或者是你...
焊接材料焊接標準手工焊接的技巧
表面貼片元件的手工焊接技巧 現在越來越多的電路板採用表面貼裝元件，同傳統的封裝相比，它可以減少電路板的面積，易於大批量加工，佈線密度高。貼片電阻和電容的引線電感大大減少，在高頻電路中具有很大的優越性。表面貼裝元件的不方便之處是不便於手工焊接。為此，本文以常見的 封裝晶元為例，介紹表面貼裝元件的基本焊...
英語技巧二十招
學英語並無捷徑和秘訣可尋。但是經驗告訴我們，總有些技巧和方法可以對學習有些幫助。下面所述這些方法，都是實際可行的，並不是空談和理論，大家依自己的需要可以選擇幾項去試一試，雖然列舉了20 多種辦法，只要能運用幾種，便會對於學習有很大幫助的。五部並用 英語既是一種外國語言，學習時便應 眼心耳手口 五部並...