[其他]預防平板焊接結構中板的焊接變形的方法

無效

• 申請號: 85101016
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101016B
• 公開（公告）日: 1988-02-03
• 發明（設計）人: 阪口章;鯉江英昭
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊松齡

本發明涉及到一種在建造鐵道車輛、海船和建筑物等的過程中，預防薄板和框架焊接所產生的板變形的方法。

例如，目前為了滿足減輕鐵道車輛結構重量的要求，在使用薄板建造鐵道車輛結構，特別是平板焊接結構方面已經取得了許多進展。這里所謂平板是指用低碳鋼，不銹鋼和鋁合金等材料制成的薄板。隨著薄板的廣泛使用，焊接引起的板變形在已變形板的局部應力和外觀上都引起了問題。

為了解決這些問題，在日本特許公報昭-5339262中指出了下列的方法：將加熱器放在板的附近或讓其與板直接接觸，使板局部被加熱，當板發生熱膨脹時，用定位焊把板和框架固定在一起。焊接后加熱器停止加熱，板的逐漸冷卻將導致熱收縮變形。但已經和板焊在一起的框架限制了這種變形，因而在板中產生了殘余應力。這種方法的缺點是，它需要用加熱器將板局部加熱，這樣就不可能將整個板加熱均勻，因此其效果也就較差。另一方面，用加熱器加熱板很難將溫度控制恒定。

鑒于上述現有技術中存在的缺點，本發明的目的是提供一種平板焊接結構的焊接方法，它不會使板在框架的焊接過程中產生令人不愉快的外表，如變色，也不需要過多的裝置，并且能完全地防止板的焊接變形。

在焊接由低碳鋼、不銹鋼和鋁合金等材料制成的薄板和框架時，通過下述方法可實現本發明的目的：在加熱室中預熱整塊板，至給定溫度立即將該板放在上述框架的上表面上，此時板由于預熱而熱膨脹，在關鍵點上先進行定位焊接然后再將剩余點全部焊上，隨著焊接后板溫降低而產生的熱收縮使板中產生了殘余的拉應力。

這種方法有下列顯著效果：

（1）由于使用加熱箱，使整板的預熱迅速、均勻;

（2）易于把板加熱到所需溫度;

（3）選擇適當的給定溫度，就不需要在焊接后為充份冷卻再進行反復的加熱和冷卻，從而使工時大量地減少。

（4）隨著焊接后板冷卻而產生的熱收縮引起的變形使板中產生均勻的拉應力，從而防止板變松弛，不僅使板具有良好的外表而且還具有容許的應力分布。

附圖說明：

圖1是按照本發明所說的裝置的透視圖;

圖2是按照本發明建造的平板焊接結構的平面圖;

圖3是冷卻曲線圖;

圖4是用來獲得上述冷卻曲線的平板焊接結構模型的平面圖;

圖5是圖4中Ⅵ-Ⅵ線的剖面圖;

圖6（a），6（b），圖7（a），7（b），圖8（a），8（b）是根據本發明建造的平板焊接結構中測量的殘余應力的說明圖;

圖9是顯示如何釋放應力的透視圖;

圖10是說明如何測量應變的方框圖;

如圖1所示，用于預熱平板4的加熱系統1帶有一個加熱箱2和熱空氣型加熱器3。加熱箱2是一個封閉的箱子，其內表面上鑲有絕緣材料。加熱箱內部的工作部分是一個加熱室27。在所說的加熱室27內安裝了許多排擱板5，用于支撐平板4。每個擱板都各自帶有滾軸輸送器6，它們沿箭頭A的方向輸送平板4。加熱箱2的前側板7和后側板8上分別開有進料口9和出料口（沒有畫出），它們分別由門10和11來控制開關。

門上裝有金屬線12，其一端和門10、11的任意一邊的頂部相連，另一端和活塞連桿14a相連，其中點支撐在滑輪15上。空氣氣缸14安裝在加熱箱2的頂板13上。它沿垂直方向將門10和11打開和關上。

加熱室27的兩邊都有一個整流室17，隔板16將整流室17和加熱室27隔開，并且在其上面鉆有許多小孔18。兩個整流室17都局部開口接入熱空氣型加熱器3的供氣管19和回氣管20，這樣有助于空氣在熱空氣型加熱器3和加熱箱2之間沿箭頭B的方向循環。

熱空氣型加熱器3安裝在加熱箱2的頂板13的中央，它能夠進行溫度控制，使加熱室27內的溫度保持在一個給定值T。為了進行溫度控制，加熱室27內裝有一個溫度傳感器例如溫差電偶，或一個溫度檢測器。數字22表示腳輪，它使加熱箱2可以根據加工過程的需要而移動。

一旦將熱空氣加熱器3啟動，它所產生的熱空氣就通過供氣管19進入整流室17，然后通過隔板16上的小孔18逐漸充滿加熱室27的整個空間。另一方面，在另一個整流室17內的空氣通過回氣管20返回熱空氣型加熱器3中，加熱器3和加熱室27之間的空氣循環使加熱室27中的溫度可以被控制在一個給定值T。