焊接过程中产生的变形与残余应力主要由冷热不均引起。外层与内部冷却速度差异导致拉压应力,弹性变形可恢复,而塑性变形会形成残余应力,长期释放可能引发裂纹。控制焊接变形的设计措施包括减少焊缝数量、分散焊缝布局以及优化结构设计,如采用翻边式代替传叉式接口,避免应力集中。
工艺控制是降低残余应力的关键。采用较小的焊接限能量计算公式(电流×电压/焊接速度),可减少温度梯度。预热拉伸补偿收缩通过加热补偿未来冷缩量,层间敲击释放内力可降低残余应力积累。焊后热处理降应力通过加热缓冷释放内部应力,而振动法则通过机械作用降低残余应力。
焊接检验无损检测技术需区分破坏性与非破坏性方法。射线检测内部缺陷利用穿透性射线识别气泡与裂纹,超声波检测裂纹定位通过反射波判定缺陷位置,磁粉探伤表面裂纹依赖磁场变化显示表面缺陷。渗透检测则通过显像剂反应识别表面微裂纹。
焊接缺陷需针对性处理:气孔源于湿度过高,夹杂与未熔合需优化焊接参数,裂纹多由高碳钢或高强度材料引发。检验标准要求焊缝表面无裂纹、咬边及未焊透,尺寸需符合设计。工艺评定需通过试板实验验证焊接参数,确保后续焊接质量稳定性。