34中　国　铁　道　科　学　　　　　　　　　　　　　　　　　　第30卷

　　钢板对接焊接接头形式的差别主要体现在板

厚、坡口形式及其尺寸、根部间隙等参数,这些参数直接影响焊缝的横截面积,从而影响焊条(焊丝)的熔敷金属量和输入的线能量,最终导致焊接变形不同。

钢板对接的焊接顺序包括先焊一侧后焊另一侧和两侧交替焊接,,。厚板对,结构,拘束度的大小直接约束钢板的收缩变形。

钢板对接焊接时,如果采用预热或回火处理,或者采用非自然的冷却方式,都将影响到钢材冷却时的温度梯度,从而影响到最终的收缩变形。

国内已有钢板对接焊接变形的预测经验公式见表1。

L为钢板长度;B为钢板宽度;h形;ΔB为横向收缩变形;θ;Δ图　　焊、CO2气体保护焊和埋弧自动焊。不同的焊接方法选择的焊接工艺参数不同,输入的线能量也不同,从而引起的焊接变形也不同。

变形种类

ΔB=k

h

表1　对接焊接变形经验公式汇总表

估算公式

公式号参考文献序号符号说明

[5]、[7]k为系数,文献[5]和文献[7]中k=0118;文献[9]

(1)[9]中k=012;文献[11]中,V形坡口时,气焊k=0126,焊

[11]条电弧焊k=012,X形坡口时,焊条电弧焊k=0112

(2)

[5]、[6]

ΔB=h

ξ为固定的刚性系数(cm3 J-1)

横

向变形

m

ΔB=

i=1

θidi)∑(ΔBi±

2

(3)[12]

ΔΔBiei/hiBi=ξiqv/hi;θi=12

αh=nhc

ΔBi为施焊第i个焊道引起的在工作截面高度之半的横向收

缩(cm),ξi为比例系数(详见文献[10]),θi为施焊第i个焊道引起的相对转角(弧度),hi为施焊第i个焊道后焊缝工作截面高度(cm),ei为第i个焊道塑性变形体积的重心到焊缝工作截面之半的距离(cm),di为焊缝工作截面之半到板厚中心线的距离(cm)

n和n′为修正系数,对于低碳钢,n′=2195×10-6

ΔB=n(4)(5)

[8][10][5]

[12][6][7][11][8][5][6]

ΔB=0101h+η

ΔL=L,Km=1+A

<ρc

纵

向变形

ΔL=φL

A

ΔL=(1+85εLym)

A

η为修正系数(Y形坡口,η=0106;双Y形坡口,η=0104)

Vm为具有最大线能量的那个焊道的单位体积(cm3),Km

(6)

(7)

为考虑到其他焊道对纵向收缩体积影响的系数,<为加热系数(J cm-3)

φ为经验系数(对于低碳钢和低合金钢为0187×10-6cm3 J-1)

AH为一层焊缝金属的横截面积(cm2),k1为与焊接方法

(8)

和材料有关的系数(CO2焊为01043,埋弧焊为01071～01078,手工焊低碳钢为01048～01057)

N和N′为修正系数,对于结构钢,N′=4×10-3

ΔL=N

角

变形

m

αc

Aqv=NL

A

(9)(10)(11)

θ=

(12ΔBiei/h2)∑i=1

符号意义同公式(7)

T为温度差,β为坡口开角(适用于单道焊)

-1)

θ=2αTtan(β/2)

)　注:A为构件横截面积(cm2);α为热膨胀系数;c为比热容(J (g ℃

(J εcm-1),y=σy/E为屈服应变;m为焊道总数。

;ρ为熔化金属的密度(g cm-3);qv为焊接线能量