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大型悬臂梁的焊接工艺及防止变形措施
大型悬臂梁的焊接工艺及防止变形措施
悬臂梁是一种常用于桥梁、垃圾焚烧厂、电厂等大型建筑中的结构元件，因取之气势磅礴而深受设计师的喜欢。而对于悬臂梁的制造，焊接技术是一个至关重要的环节，影响着悬臂梁的质量和使用寿命。本文将阐述大型悬臂梁的焊接工艺及防止变形措施，以期为生产实践提供一定参考。
一、悬臂梁焊接工艺
悬臂梁的制造需要有合理的焊接工艺方案。普通焊接工艺一般无法满足大型悬臂梁的制造需求，为了提高焊接质量，常用的焊接工艺有电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
1.电弧焊
电弧焊是常见的焊接工艺之一，其可分为手工电弧焊和埋弧焊。在制造大型悬臂梁过程中，手工电弧焊容易造成变形和热裂纹，因此多采用埋弧焊。埋弧焊不仅操作便捷、焊接速度快，而且不会产生大量的飞溅物，缩小了冷却时间，降低了变形程度。另外，采用埋弧焊时间短、效率高、导电、导热性能也不错，而普通的手工电弧焊工艺不能起到很好的力学性能和防锈作用。
2.气体保护焊
气体保护焊一般需用氩气或其他稀有气体对焊件进行保护，以避免空气中的氧化物进入，减少氧化和污染产生，具有焊接速度快、焊缝质量高、操作便捷、残留应力小和变形小等优点。但是，气体保护焊设备及其所需材料成本高昂，使用时也需要一定的专业技能，因此在制造大型悬臂梁时，气体保护焊并不是首选。
3.激光焊
激光焊是目前最先进的焊接工艺之一，最大的优势是焊接速度非常快，能够达到1m/min以上，而且精度高，污染小，喷溅物少，断板少，热影响区小等，适合于制造大型悬臂梁。由于激光焊设备成本高昂，因此这种焊接方式并不是非常常见。
二、悬臂梁的变形与防止措施
在大型悬臂梁制造过程中，变形是一个不可忽视的问题，由于焊接会使部分金属受到加热和冷却，会引起变形和应力分布的不平衡，导致悬臂梁失去原本的结构完整性，而平面测量和微型断面均能证明其失稳。因此对于悬臂梁的制造，需要进行相应的变形控制措施。
1.设计合理结构
大型悬臂梁的设计结构要求严格，主要需要满足切应力的需求，不同的工期要求不同的结构形式。特别是桥面的上下限，高度等要素的要求非常具体，一般需要使用计算机进行建模来确定结构合理性和可利用性。经过三维模型的简化，对于实现3D模型的展开，可以使用U3D格式来形成多种类型和空间，更具合现代需求。
2.焊接顺序合理
避免焊接过程中温度差异过大、热变形过大以及应力过载的情况，焊接时应根据悬臂梁的结构及形状，优先进行其支撑部位或重要节点的焊接。另外，在焊接过程中，需要采用交替的焊接顺序，将焊接点分布均匀，加强各部分尺寸和力的平衡性。
3.合理预热
对于较大规模的悬臂梁，增加预热量可以有效的降低悬臂梁的变形程度。在焊接前预热保温的温度应根据材料本身的性质，结构形状以及预期的变形情况进行设定，提前规划最佳时间和设备要求。
4.采用现代数控动力设备
现代数控动力设备具有高效、精确、稳定、便捷的特点。在大型悬臂梁制造时，可以采用这些设备，通过计算机控制数控焊接机进行焊接，使悬臂梁在焊接过程中得到控制，规避人为因素可能带来的风险。
综上，对于大型悬臂梁的制造而言，焊接工艺和防止变形措施是制造过程的两个关键点。只有在合理的设计结构，合理的焊接顺序，适当预热，采用现代数控动力设备等种种因素的综合作用下，才能更好的缩小悬臂梁的变形程度，确保其完整性，防止一系列安全问题的发生。