减少焊接应力和焊接变形的方法.docx

减少焊接应力和焊接变形的方法
（ 1 ）采用适当的焊接程序，如分段焊、分层焊；
（ 2 ）尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消；
（ 3 ）施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形；
（ 4 ）对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力。
合理的焊缝设计
（ 1 ）避免焊缝集中、三向交叉焊缝；
（ 2 ）焊缝尺寸不宜太大；
（ 3 ）焊缝尽可能对称布置，连接过渡平滑，避免应力集中现象；
（ 4 ）避免仰焊。
空冷氩弧焊枪的设计与制造
通过对目前普遍使用的水冷氩弧焊枪结构的分析研究， 在此基础上加以改进， 自行设计、 制
造出了一种简单、方便、 可用于无水冷场合作业的空冷氩弧焊枪。 工艺试验表明， 该焊枪性
能稳定，用此焊枪焊出的焊缝成形良好，符合预期的设想。
关键词 空冷 氩弧焊枪 设计
. 前言
氩弧焊是利用氩气作保护气体的气体保护电弧焊。 焊接时电弧在电极与焊件 之间燃烧， 氩气使金属熔池、 熔滴及钨极端头与空气隔绝。 它是利用钨电极与工
件间产生的电弧热熔化母材及填充金属的一种焊接方法。 焊接时保护气体从焊枪
的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体层 （层流状态 ）隔绝气体起到保护作用，
从而获得优质的焊缝。
作为氩弧焊机重要组成部分之一的氩弧焊枪， 其作用是夹持钨极、 传异焊接
电流和输送保护气。 焊枪按冷却方式的不同， 可分为水冷式和气冷式两种。 目前
在教学、 科研和实际生产中使用较多的是水冷式焊枪。 此类焊枪带有一个进水管
和一个出水管， 焊接时通水， 通过水的循环将热量带走， 从而使焊枪的温度降低
而起到冷却作用。 水冷式焊枪通常要将焊接电缆装入通水管中作成水冷电缆， 只
有这样， 才有可能提高施焊时的电流密度， 减轻电缆重量， 但却因此增加了制造
上的困难，成本因此大大提高。更有甚者，有些场合无冷却水，这就给焊接施工
人员提出了难题。 为了弥补现有水冷焊枪上述这些方面的不足， 我们自行设计并
制造出了一种空冷氩弧焊枪， 这种焊枪的主要特点是无需冷却水， 结构简单， 能
很方便地应用于现场安装， 以及无氩弧焊机的情况下使用。 因为， 采用我们设计
制造的焊枪只须一台常规直流弧焊机， 再配以供气系统， 即可进行焊接操作， 大
大降低了对设备的要求， 由此降低了成本。 目前， 市场上一套氩弧焊设备所需的
费用达万余元， 而一台普通的直流焊机的价格仅为其一半左右， 单从这一点上说，
其市场前景看好，如推广使用，将会带来很大的经济效益。
.焊枪的设计
为使设计的焊枪尽可能满足要求，在设计过程中，我们主要从结构及材料选
择两方面进行综合考虑。设计出的空冷氮弧焊枪结构示意图如图 1所示:
图1空冷氮弧焊枪结构示意图

接头
该焊枪主要由主体、压紧盖、电极夹头、喷嘴、手柄等几部分组成。为了降 低制造成本和减少加工上的困难，喷嘴采用市场上购买的现成品 （与目前氮弧焊
枪通用）。设计时为了提高保护效果，原则上应使喷嘴上部（即主体内）有较大的空 间作缓冲室，以降低气流的初速。选用的喷嘴其下部断面不变的圆柱形通道越长、 近壁层流层越厚，保护效果越佳；通道直径越大，保护范围越宽。基于此考虑， 在主体下部应开有12个均匀分布的直径为 Wlmm的小孔，如图2所示。为了 电极夹头能可靠夹紧鸨极，并对准中心，电极夹头下端均匀地开有三条宽为 1m
m的铳刀槽，如图3所示。
12X5>1
图2 （a）主体下部的12个小1mm的小孔分布 （b）电极夹头下端的三条铳刀槽
图3工艺试验试板及接头形式，（a）堆焊，（b）对接
止匕外，为使焊枪能与多种直径的鸨极配合使用， 使其工作范围扩大，可根据 需要，电极夹头下端的直径可设计成 ?2、3、4、5mm等多种规格。压紧盖的 长轴可设计成短、中、长三种规格，以节约使用贵重的鸨电极。
最后，按此设计方案，我们成功地制造出了所需的空冷量弧焊枪（实物图略）。
.焊枪的使用与维护
（1）本焊枪可与各种直流焊机（如硅整流弧焊机）等配套使用。焊接时宜采用直 流正极性接法（焊枪接负，工件接正）。电流工作范围大致为30—250A左右，电 流大小的调节与直流焊机的电流调节相同。 氮气由氮气瓶流出，中间通过减压器、 流量计，最后通入到焊枪。
（2）根据实际焊接时所需要的焊接电流大小，选定电极火头及鸨极直径，鸨
极伸出喷嘴的尺寸与常规施焊时大致相同。
(3)直流焊机和焊枪本身都不具备引弧系统，焊接前应事先准备好一块尺寸 合适的引弧板(材料为紫铜)，待电弧引燃，并稳定燃烧后，再移向所需施焊的结 构上焊接。
(4)由