厚鋼板焊接應(yīng)力控制至關(guān)重要，合理選擇焊接順序，如采用對稱焊、分段退焊等方式，能減少焊接變形與應(yīng)力，預(yù)熱處理可降低焊后冷卻速度，減小溫差應(yīng)力，但需控制預(yù)熱溫度和時間，選擇合適的焊接參數(shù)，包括電流、電壓和焊接速度等，避免過大熱量輸入導(dǎo)致應(yīng)力增大，采用錘擊焊縫區(qū)等方法可釋放部分應(yīng)力，焊接后進行緩冷，也有助于應(yīng)力的降低，優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少應(yīng)力集中。

厚鋼板焊接應(yīng)力控制技巧

• 焊接工藝方面
  • 選擇合適的坡口形式：例如雙U型坡口，這種坡口焊縫填充量少，便于反面清根和砂輪機打磨，能減少焊接量從而控制應(yīng)力產(chǎn)生，像在厚鋼板和大型鑄鋼節(jié)點焊接中就有應(yīng)用這種坡口形式來控制應(yīng)力的情況。
  • 采用多層多道焊：在厚板焊接過程中，多層多道焊是一個重要的工藝原則。前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預(yù)熱”的過程；后一道焊縫對前一道焊縫來說相當(dāng)于一個“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應(yīng)力分布狀態(tài)，利于保證焊接質(zhì)量，避免應(yīng)力過度集中。
  • 控制焊接熱輸入：熱輸入對焊接應(yīng)力有很大影響。通過合理選擇焊接電流、焊接電壓、焊接速度來控制熱輸入。在保證焊縫成形良好并且焊透的情況下，應(yīng)盡量使用小的焊接電流等參數(shù)，以減小焊接應(yīng)力。例如厚鋼板焊接時要根據(jù)鋼板厚度等因素合理計算線能量（q = IU/υ，I為焊接電流A）來控制熱輸入量。
  • 預(yù)熱處理：對于厚鋼板焊接，一般要求預(yù)熱。例如對于t = 80mm的鋼板預(yù)熱溫度需達到150 - 250°C之間。采用紅外線電加熱板預(yù)加熱的方法，加熱時應(yīng)力求均勻，預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)至少2t，且不小于100mm寬。預(yù)熱能減小焊件各部分溫差，降低焊接冷卻速度，減少焊接應(yīng)力的產(chǎn)生，并且在焊接過程中要保持預(yù)加熱溫度，防止焊接后的急速冷卻造成的層間溫度下降。
  • 控制層間溫度：厚板在焊接時，為了防止層間溫度下降過快，要求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成（L>10m時，厚板冷卻速度較快，更要注意）。焊接時還可采取焊后立即蓋上保溫板等措施防止焊接區(qū)域溫度過快冷卻，避免因為溫度急劇變化而產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。
• 焊接操作方面
  • 定位焊注意事項：厚板在定位焊時，要提高預(yù)加熱溫度，加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。因為定位焊是厚板施工過程中容易出現(xiàn)問題的部位，這樣做有助于控制焊接應(yīng)力的產(chǎn)生和避免出現(xiàn)焊接缺陷。
  • 避免不良引弧習(xí)慣：手工電弧焊時，電焊工應(yīng)避免在焊縫周圍的鋼板表面四處敲擊引弧這種不良習(xí)慣，因為這種引弧方式可能會對厚板造成危害，產(chǎn)生額外的應(yīng)力集中點。
  • 焊接過程中的檢查：厚板焊接過程中需要加強中間檢查。由于厚板焊接時間長，例如可能需要幾個小時乃至幾十小時才完成一個構(gòu)件，所以在清渣過程等環(huán)節(jié)中，要認真檢查是否有裂紋等問題，及時發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中或者焊接缺陷等問題并及時處理，避免應(yīng)力問題進一步惡化。
• 焊后處理方面
  • 及時進行后熱：鋼板對接焊后，應(yīng)立即將焊縫及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的局部母材進行加熱，加熱時采用紅外線電加熱板進行。例如蓋面焊結(jié)束后立即將焊縫及150mm范圍內(nèi)用石棉布覆蓋，并加熱至200 - 300°C保持5小時以上，這樣可以釋放部分焊接應(yīng)力，改善焊接接頭的組織和性能。

厚鋼板焊接預(yù)熱溫度控制

多層多道焊技術(shù)要點

焊接熱輸入對材料影響

厚板焊接應(yīng)力檢測方法