鈑金加工中焊接工裝使用是制造業(yè)的普遍真理：零件按嚴格的公差制造，任何差異都會減慢生產(chǎn)速度，最終導致制造商損失金錢。

　　焊接時，金屬會被加熱，導致金屬變形。沒有避免這種情況?！爱敽附訒r，由于各種原因，金屬的變形是有問題的，其中最重要的是焊縫可能在結構上不合理，”加拿大林肯電氣公司營銷和出口銷售總監(jiān)Bruce Clark說。

　　“焊接變形是由焊縫內和焊縫附近的不均勻加熱和冷卻引起的，這會在金屬中產(chǎn)生殘余應力，”EWI首席技術官兼技術與創(chuàng)新副總裁Chris Conrardy說。

　　“變形的形式和大小取決于許多因素，例如元件幾何形狀，材料類型，焊接設計，焊接工藝熱輸入，焊接順序，工具等?！?/p>

　　焊接加熱金屬表面的非常特定的點，通常是邊緣，這導致材料不均勻地膨脹?！敖饘偈芟抻诶鋮s金屬可以進一步遠離焊縫膨脹的量。這導致膨脹金屬壓縮，冷卻后使現(xiàn)在壓縮的金屬收縮，使焊縫拉緊。這使得焊接區(qū)域變形，“米勒工業(yè)系統(tǒng)集團焊接工程師Kodi Welch說。

　　不同的金屬在加熱時會以不同的方式移動?！懊糠N金屬在熱輸入的基礎上都有不同的膨脹和收縮系數(shù)，”Victor Technologies的高級品牌經(jīng)理Tom Wermert說。

　　“你會發(fā)現(xiàn)鋁能很快地通過材料傳遞熱量，其中低碳鋼具有中等熱量傳遞和不銹鋼，根據(jù)產(chǎn)品中鎳和鉻的含量，熱量變得非常局部化到特定區(qū)域。材料根據(jù)放入其中的熱量反應和扭曲不同?！?/p>

　　所有材料都會以某種方式變形，甚至是厚的材料。

　　“扭曲的類型和大小取決于許多因素，包括厚度，”Conrardy說?！胺浅１〉牟牧?，例如金屬板，受到一種稱為'屈曲'的扭曲形式的影響，其特點是亞穩(wěn)態(tài)'油罐裝'和'波紋度'。對于更大的厚度，角度變形更常見，并且在厚度為5至20mm的材料中通常最明顯。較厚的材料往往具有較小的變形，因為它們具有更強的固有能力來抵抗導致變形的殘余應力。

　　簡單回避：

　　避免焊縫變形的最簡單方法是不要 過度焊接產(chǎn)品?！皼]有一個'銀彈'可以解決所有類型的扭曲，”Conrardy說。“針對特定應用的最佳解決方案可能涉及組合多種失真控制方法。通常，最小化焊接變形的最簡單方法之一是最小化總焊接熱輸入。這是通過優(yōu)化焊接接頭設計和程序來避免過度焊接來完成的。

　　“例如，使用8毫米角焊縫，其中5毫米焊縫足以使焊縫體積加倍，并且可以極大地影響變形?！?/p>

　　在焊接接頭上花費更少的時間也可以最小化金屬部件中的變形?！疤岣咛畛浣饘僭诤缚p上的速度和沉積。焊縫上的熱輸入和行進速度成反比。如果你的旅行速度加倍，你實際上只會將四分之一的熱量投入到產(chǎn)品中，“韋默特說。

　　夾緊它：

　　正確夾緊工件對于創(chuàng)建適當?shù)臒o變形焊縫至關重要?！肮ぞ呖梢詫κд娈a(chǎn)生重大影響，”Conrardy說?！霸诤附雍屠鋮s過程中正確地約束元件可以抵抗并減少某些類型的變形，例如角度變形和彎曲?！?/p>

　　必須遵守適當?shù)你Q位技術以消除失真的可能性。確保工件均勻夾緊是必不可少的。

　　“你必須確保所有的夾緊都是平衡的，這樣你就不會有一塊能夠移動的材料而不是另一塊更緊密的材料，”Wermert說?！耙虼?，相互夾緊或平衡夾緊確實有助于消除一些失真。”

　　在端部而不是中間夾緊工件會導致工件中間的變形。對于某些關鍵應用，可以部署水冷夾具。

　　“當焊接金屬板時，水冷夾具會將熱量帶離焊接部件，”克拉克說。

　　夾緊不當會產(chǎn)生相反的效果，即增加或加劇變形。

　　“不正確的工作控制方法可能會產(chǎn)生負面影響，通過將變形轉移到結構的其他部分而不受約束，或增加在高度受限制區(qū)域開裂的可能性，”Conrardy說。

　　米勒工業(yè)系統(tǒng)集團的焊接工程師Justin Durik表示，“夾緊零件然后焊接該零件會因焊接收縮而給材料帶來額外的壓力”，而米勒工業(yè)系統(tǒng)集團焊接工程師Lex Palmer說， “取決于材料，它會限制和拉緊可能導致開裂的材料微觀結構?！?/p>

　　預測失真：

　　了解零件如何扭曲將有助于焊工避免 - 或至少最小化 - 失真。

　　“有些軟件包可以提供失真預測，”Palmer說?！叭绻麤]有先前的測試和測量，通常很難預測。應實施焊接程序，以確保焊接變量保持在預先測試的范圍內?！?/p>

　　由于熱量是造成變形的原因，因此知道有多少熱量進入工件是很重要的?！盁彷斎氲暮唵斡嬎闶?V * A * 60 /行駛速度[ipm])。減少熱量輸入到焊接接頭將有助于減少變形，“Durkin說?！皩τ诤唵蔚牧慵缀涡螤?例如，在方板上焊接的單個加強筋)，經(jīng)驗導出的方程可以估算出不同材料類型，厚度和焊縫尺寸的預期變形，”Conrardy說。

　　“對于更復雜的'真實世界'應用，通常需要計算機模擬來預測失真。計算機模擬技術正在迅速發(fā)展，準確性正在提高，但通常需要進行一些物理測試來驗證和微調預測。“

　　焊接變形是所有焊工必須應對的事情，并且在大型制造環(huán)境中，當零件未達到要求的公差并且存在大量的廢品部件時，這可能是一個顯著的成本。

　　“必須控制熱量輸入。使用焊接工藝和接頭設計，可實現(xiàn)更快的行進速度和更小的焊接尺寸。使用允許的最小珠粒尺寸，仍然可以提供所需的強度。如果能夠，與傳統(tǒng)的CV噴霧相比，使用脈沖設備有助于降低給定行進速度下的平均安培數(shù)。如果允許則預熱。使用剛性夾具?！绊f爾奇說。

　　“在某些情況下，你無法避免變形，所以你可以做的就是預先彎曲零件，這樣當你焊接時，變形會在你想要的位置扭曲，”Wermert說。

　　另一種技術是以這樣的方式預設零件，使得金屬扭曲，以便將完成的零件拉到正確的公差中。

　　林肯電氣表示，“對待焊接的部件進行預彎，預置或預壓，是使用相反的機械力來抵消焊接引起的變形的一個簡單例子?！?/p>

　　“平衡收縮力的另一種常見做法是將相同的焊件背靠背放置，將它們緊緊地夾在一起。焊接在兩個組件上完成，并在夾具釋放之前冷卻。通過在夾緊之前在部件之間的適當位置裝入楔子，可以將預彎曲與該方法結合。

　　“通過使用適當?shù)墓ぞ呋驃A具，可以大大減少變形。此外，減少輸入部件的總熱量將有助于減少失真。這可以是從快速行駛到從CV焊接切換到脈沖電弧焊接的任何事情。該部件的設計將發(fā)揮作用，因為材料的彎曲將抵抗焊接變形，“Durkin說。

　　“為了盡量減少失真，制造商應該對整個生產(chǎn)序列進行整體觀察，以評估潛在的失真貢獻者，”Conrardy說?！霸u估應包括部件和焊接設計細節(jié)，施工順序，材料準備方法(例如，處理，切割，焊接接頭準備)，裝配實踐，工裝方法和焊接程序。

　　“一種專注于控制生產(chǎn)順序中每個步驟的變形的方法通?？梢宰畲笙薅鹊販p少由此產(chǎn)生的焊接變形?！?/p>

推薦閱讀：

激光切割疑難雜癥全在這里

焊接部

銘偌金屬加工廠教你如何選擇優(yōu)質的鈑金機柜_中山銘偌金屬制品有限公司