黃銅焊膏焊接后應(yīng)力和焊接變形的產(chǎn)生
一、黃銅膏狀焊料焊接時焊件不均勻的局部加熱和冷卻
黃銅膏狀焊料焊接時焊件受到不均勻的局部加熱和冷卻是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和焊接變形的最主要的原因。應(yīng)力是指物體內(nèi)部單位面積上所承受的力。由于焊接時焊件的局部被加熱,從而形成了焊件上溫度分布的不均勻,使焊件出現(xiàn)了不均勻的熱膨脹。加熱的金屬由于受到周圍金屬的阻礙,使其膨脹不能自由地實現(xiàn)而受到壓應(yīng)力,周圍的金屬則受到拉應(yīng)力。當(dāng)被加熱金屬的壓應(yīng)力超過金屬的屈服點時,就會產(chǎn)生縮短的塑性變形。在焊接冷卻后,由于加熱的金屬在加熱時已產(chǎn)生了壓縮的塑性變形,因此最后的長度要比未被加熱的金屬的長度短些,但在這時,周圍的金屬又會阻礙它的縮短,結(jié)果在被加熱的焊縫金屬中產(chǎn)生了拉應(yīng)力,而在周圍金屬中則產(chǎn)生了壓應(yīng)力。通常把這種在焊接加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。
二、焊縫金屬的收縮
焊縫金屬在凝固和冷卻過程中,體積要發(fā)生收縮,由于這種收縮受到了原來未被加熱部分的金屬的約束,這樣,在焊件中就產(chǎn)生了應(yīng)力和變形,通常把這種由于焊接熔池冷凝收縮所引起的應(yīng)力稱為凝縮應(yīng)力。在焊縫長度方向的收縮稱為縱向收縮,使焊件沿焊縫長度方向縮短;在垂直于焊縫長度方向上的收縮稱為橫向收縮,使焊件在垂直于焊縫方向的寬度變窄。一般焊縫金屬的收縮量取決于熔化金屬的數(shù)量,例如,焊接V形坡口對接接頭時,由于焊縫上部寬,熔化金屬多,收縮量大,所以上下收縮不一致,造成角變形。
三、焊縫金屬的組織變化
黃銅膏狀焊料在焊接過程中,由于不同的焊接熱循環(huán)作用,使得焊縫金屬及熱影響區(qū)的金相組織都要發(fā)生改變。由于各種組織的密度不同,焊縫金屬冷卻下來就會發(fā)生體積的變化,而這種體積變化同樣也受到周圍沒有組織變化的金屬的約束,其結(jié)果使焊縫金屬內(nèi)部產(chǎn)生了應(yīng)力。通常把這種由于組織變化產(chǎn)生的應(yīng)力稱為組織應(yīng)力。
四、焊件的剛性或約束
焊件的剛性或約束限制了焊件在焊接過程中的變形。一般說來,如果焊件在焊接時能自由地收縮,則焊后焊件的變形較大而焊接應(yīng)力較。蝗绻讣捎谑艿酵饬Φ南拗苹虮旧韯傂暂^大,使得焊件不能自由收縮,則焊后焊件的變形較小而焊接應(yīng)力較大。 焊接變形和焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因,除以上所述外,在焊接過程中還有多種因素共同影響著應(yīng)力和變形的變化。如焊接方法、接頭型式、坡口型式。坡口角度、焊件的裝配間隙、對口質(zhì)量、焊接速度以及焊件的自重等都會對焊接變形和焊接應(yīng)力造成影響,特別是裝配順序和焊接秩序?qū)附討?yīng)力與變形有較大的影響。