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钣金柜体焊接矫形方法分析

2020-12-08赵烨菊

中国金属通报 2020年23期
关键词:矫形工件矫正

赵烨菊

(江苏省常州技师学院,江苏 常州 213000)

一般的焊接构件出现变形问题可以不用矫正,但是焊接后出现的变形一旦超出相关的技术标准范围,这时候,就需要对于相应的变形部位进行矫正。就焊接变形问题的主要影响因素来看,主要是因为焊接接头的收缩作用导致的,而进行焊接矫形,实际上就是制造一个新的变形,达到对于接头位置变形的抵消效果,使相关加工工件的变形在合理范围内。目前,在钣金柜体焊接变形问题矫形方法中,应用最多的是机械法和加热法。

1 钣金柜体焊接加工工艺简介

钣金是一种金属综合的加工工艺,一般来说钣金工艺最重要的四个步骤是剪、冲/切、折,焊接,表面处理割机等,其中剪:是指剪板机剪切钢板下料,下料成方方正正的形状。

冲/切:冲是指冲床冲孔,切是指冲床模具切角。折:就是折弯机折弯成需要的形状。焊:钣金件组成一个成品需要通过电焊来焊接。

而钣金柜体加工在生产过程中主要分为七道工序,而每道工序都是特别重要的,在钣金柜体的加工是需要使用到焊接工艺的,在钣金柜体中焊接应牢固可靠,零部件外表面焊料应到位填满,不能留有缝隙。钣金加工中的机柜焊缝应整齐均匀,不能出现裂缝、咬边、豁口、烧穿、夹渣、气孔、焊瘤、凹坑等缺陷,在机柜的外表面不能出现这些缺陷,而内机柜不能太明显。在焊接中,对于零部件表面焊后应磨平、打磨,表面粗糙度数值为12.5。若是焊接表面在同一平面内的,表面在处理后肉眼不能看到出现凸起或者凹陷的现象。针对异常的变形情况,需要进行矫形处理,保证相关加工满足工件标准要求是关键,所以,这一过程中,采取有效的矫形方法就显得很有必要。

2 钣金柜体焊接变形的常见情况和原因

2.1 降温收缩纵横变形

降温收缩纵横变形出现的原因是在进行钢结构的焊接中,焊接温度下降,金属钢结构构件出现收缩的情况下,将焊缝作为原点,钢结构在纵横轴方向产生的变形。

2.2 降温过程中收缩力量不同造成的角度变形

相应加工工件在具体的焊缝位置出现金属收缩量的差异,会造成相应的角度出现偏离,导致角度变形问题产生。

2.3 焊接缝角变形问题

金属结构制造中,有一些部分需要进行板材拼接,在拼接板材中,需要重点对于焊缝部位进行质量控制,在目前的相关金属结构制造中,多使用埋弧焊的焊接方法进行生产,这种方法应用能够获得比较理想的焊接质量效果,但是相应的板材在焊接中可能因为焊缝收缩出现一些较大的变形情况。

3 钣金柜体焊接矫形方法

3.1 机械矫形法

这是钣金柜体焊接矫形中最常用的方法之一,机械矫形方法又可以分为很多种,主要有以下几点。

第一,手锤敲打。使用铁锤进行手工敲打,对变形部位进行矫正,在进行机械敲打中,要避免因为捶打导致工件被损坏,所以在敲打前可以垫上一块垫铁,最好选择软金属的垫片材料,这种矫形方法最为常见。

第二,使用碾压设备矫形。在焊接矫形中,可以借助碾压设备来进行矫正,比如,可以使用擀平机来对于相应的变形部位进行碾压,有效的矫正变形部位。要是缺乏相关的设备,可以按照实际情况进行选择,例如,可以使用现场大货车、铲车等来对于相关变形工件进行碾压。

第三,使用千斤顶矫正。一般使用这种矫形方法,对应的工件应该是中小型的焊接件,借助千斤顶来对于相应的变形部位进行矫正。

第四,使用压机矫形。在相关钣金柜体焊接中,涉及到一些强度大和刚度强的焊接件,对于相关焊接件的加工矫正中,可以借助油压机、气压计等来实施矫正。

第五,使用矫正设备矫形。针对一些型材,可以选用专用矫正设备矫形,这类设备使用专业性比较好,矫正效果更理想,更高效。目前在钣金柜体的焊接矫形中常用的矫正设备主要是锟压机。

3.2 加热矫形法

这种方法也称为火焰加热法,是通过火焰加热对于钢结构产生的局部收缩塑性变形来让金属中的变形部位再次发生变形,这样在构件冷却后,产生的新变形就能够对于旧变形进行抵消,使用这种方法比较方便灵活,因此在焊接变形中的应用也比较多。针对钣金柜体的矫形加工,这里常用的矫形方法就是火焰加热法,而对于实际的矫形效果产生影响的因素中,包含加热位置、加热温度、加热区形状等。而其中,加热位置对于矫形的效果会产生关键性影响。在加热位置的选择中,简易结构的构件加热位置可以依靠经验来判断,而对于复杂构件,可以反复进行测试,寻找理想的加热位置。而合理的加热温度选择也很重要,温度判断可以凭经验,但是相对不准确,最好是使用测温仪来进行温度监测,合理控制温度,最高的加热温度应该在800℃以下。在加热矫形中,应用的加热区形状包含以下几种。

第一,点状加热。这种加热矫形法主要是在钣金柜体相应钣金焊接部位选择一个集中的点进行加热,这样的点一般直径在10mm ~20mm,点距应该控制在50mm ~150mm,一般在完成一个点的加热后,应该及时使用软锤对加热部位进行敲击,对于薄板板材的加热后敲打应该垫上金属软垫,同时需要添加少许水进行冷却,这种点状加热矫形方法多用于薄板半径的波浪形变形矫正。

第二,条状加热。对于工件表面的加热中,要实施条状加热矫形,相应的宽带以及带密度需要以实际的变形量需要来确定,这种条状加热矫形法多在厚板矫形中使用,因为这种加热矫形法的变形量很大,刚性也比较大,所以对于厚板钣金柜体材料的焊接矫形具有很好的使用效果。

第三,三角形加热。这种加热矫形方法也被称为楔形矫形法。这种加热矫形法底边收缩量比顶端收缩量更大,对于一些刚度强、变形大的构件矫形效果比较好。

相对而言,点状加热和条状加热以及三角形加热比较便利,相对灵活,可以提升整体的矫形效果。还有整体加热方法,这种加热方法对于大批量、体积小的工件矫形具有很好的应用效果,这种矫形方法的使用中,可以通过机械矫正进行冷却,这样能够达到对于加热矫形中的工件淬火性能的提升。

3.3 其他矫形方法

在进行钣金柜体的焊接矫形中,可供选择的矫形方法还有很多,在具体的矫形方法选择中,可以尝试使用多种矫形法,而具体使用何种方法,可以根据具体的钣金焊接变形情况和材料的情况来确定。一般对于表面没有太多加工要求的钣金焊接变形情况,可以选择使用焊条进行焊接,也可以使用溶化极气保焊的方法对于相应部位进行加热矫形。而对于表面要求比较高的焊件的加热矫形,可以使用钨极氩弧焊对需要加热的部位进行不添丝施焊(母材不熔化)的方式进行矫正。

对于一些焊件体积小、大批量的工件变形焊接,使用感应加热矫形法进行矫正,这种矫形方法的加工效率非常高,能够满足大批量的矫形需要。此外,对于大体积,复杂结构的构件进行焊接中,可以尝试使用野外作业焊接的方法或者是使用远红外加热法进行加热。

4 钣金柜体焊接变形矫正中的注意事项

在进行钣金柜体的焊接变形矫正中,使用相关的矫正方法中也需要注意一些问题,主要包括以下几点。

第一,针对矫形中一些焊接性比较好的材料,最好是选择使用加热法来矫形,例如,低碳钢材料的矫形中,钣金柜体中塑性不是很强的不锈钢材料等,低合金钢等材料,这些部位的变形问题可以采用加热矫形的方法来矫正。

第二,在选择火焰矫形的过程中,需要进行水急冷操作,但是最好应该在红色退去后再浇水,针对有一定淬火倾向和刚性较大的构建往往不适用。

第三,在使用火焰加热矫形的过程中,最好选择中性焰,除非是相关加热矫形对于加热深度有明确的要求,才考虑使用氧化焰。

第四,在使用加热法矫正的过程中,需要对于相关的工序进行把握,在进行加热矫正的过程中,要考虑到下一工序,进行相应的反变形量的控制。

第五,使用加热法进行变形矫正,还可以反过来进行平直的构件弯曲成形加工。

第六,在火焰加热中,可供使用的燃料比较多,包含多种,相应的设备也有氧焊枪和喷灯等。

第七,针对大型的复杂构件,在进行变形加工中,最好安排多人同时进行,钣金柜体体积较大的情况下,对于相关变形部位的矫正,可能需要多人辅助进行。

第八,要想促进钣金柜体变形矫正的效率提升,可以专门制作一些多头火焰喷射工具,保证加热均匀,这对于相关焊接变形加工质量提升也很有必要。

5 总结

对于钣金柜体的焊接变形加工,可以使用的焊接变形矫正方法众多,但是这其中,应用最多的是加热焊接法。相关工件在变形矫正中,应该具体情况具体分析,同时,在焊接变形加热矫正的过程中,也要把握相关的矫正方法和注意事项,确保矫正质量和工件质量提升。

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