焊接变形的控制方法

焊接变形的控制措施焊接应力与变形1焊接是一种局部加热的工艺过程焊接过程中以及焊后，构件不可避免地会产生焊接应力和变形焊接应力和变形在一定条件下还影响焊接构造的性能，如强度、刚度、尺寸精度和稳定性、受压时的稳定性和抗腐蚀性等不仅如此，过大的焊接应力与变形，还会大大增长制造工艺中日勺困难和经济消耗，并且往往因焊接裂纹或变形过大无法矫正而导致产品时报废焊接应力与变形的形成过程2焊接应力与变形是由焊接产生时不均匀温度场而引起日勺假设有一块平板条（如图所示），在他中心堆置一条焊缝图假定是焊接加热时的状况1图为焊接后来，温度恢复到室温时日勺状况与此同步，由于不均匀加热还会产生2垂直焊缝方向（横向）的赚钱和变形，厚度则还产生板厚度方向的］应力影响焊接应力与变形的重要因素3影响焊接应力与变形日勺因素重要有两个方面,第一种方面是焊缝及其附近不均匀加热的范畴和程度，也就是产生热变形的范畴和限度；第二个方面是焊件自身日勺刚度以及受到周边拘束日勺限度；事实上也就是就是制止焊缝及其附近加热所产生热变形的限度两个方面作用日勺成果决定了焊缝附近压缩塑性变形区的大小和分布，也决定了残存应力与残存变形的大小焊缝尺寸和焊缝数量及为止，材料的热物理性能（导热系数、比热、膨胀系数等），焊接工艺措施（气焊、手工焊、埋弧焊、气体保护焊等），焊接参数（焊接电流、电弧电压、焊接速度等）以及施焊方法（直通焊、跳焊、逆向分段汉等）等因素影响到焊缝及其附近区不均加热的范畴和限度,影响到热变形日勺大小和分布；焊接构件的尺寸和形状，胎夹具时应用，焊缝日勺布置以及装配焊接顺序等因素影响到焊接构件时刚度和周边日勺约束限度一般来说，焊接构件在约束小日勺条件下，焊接变形达而应力小；反之，则焊接变形小而应力大焊接残存变形的避免和矫正4尽量减少焊缝的数量

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1.1在设计焊接构造时尽量减少焊缝的数量，避免不必要的焊缝尽量用型钢、冲压件来替代焊接件例如，采用压型构造替代筋板构造可以有效避免薄板的变形对于自身规定不高的构造间可以合适增长平板日勺厚度，这样可以减少筋板数量，从而可以减少焊接和变形的矫正量选择合理曰勺焊缝尺寸和形状

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1.2）对于板厚较大日勺对接街头偏重取型坡口代替型坡口，由于对一定1X V厚度日勺板，型坡口的熔敷金属量大概比型坡口少对于更大板厚的对X V1/2O接接头可采用型、双型甚至窄间隙深坡口焊缝，以减少焊接变形U U）在保证构造有足够承载能力的前提下，应采用尽量小时焊缝尺寸对于不2需要进行强度计算曰勺型焊接接头，选用最小的工艺上合理的焊缝焊脚尺寸T在同样最小时焊脚尺寸时，用断续焊缝比用持续焊缝更能减少变形下表为不同厚度低碳钢板的最小焊缝焊脚尺寸参照表低碳钢板的最小焊缝焊脚尺寸参照表板厚mm）=67-1819〜3031〜5051〜10最小焊脚346810）对于受力较大的型接头或十字接头，在保证相似日勺强度条件下，采3T用开坡口角焊缝比一般角焊缝可以大大减少焊缝金属，减少焊接变形）当按计算拟定型接头角焊缝时，应当采用持续焊缝，不要采用于持续4T焊缝等强度时断续焊缝并应采用双面连续焊缝代替等强度日勺单面连续焊缝，以减少角焊缝曰勺焊脚尺寸）设计日勺构造尽量使大多数焊缝可采用自动焊，此时焊接变形比手工焊小5在薄板构造中采用二氧化碳保护焊替代手工焊或气焊，用接触电焊替代熔化焊缝可减少变形，建生焊后校正工作合理选择构造形式和安排焊缝位置

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31.3）安排焊缝尽量对称于截面中心轴，或者使焊缝接近中心轴，以减少构造1总的弯曲变形焊缝集中于中心轴一侧，弯曲变形大，因此尽量安排对称图位两片半圆瓦对接成圆筒，焊缝对称布置，3弯曲变形小而图为钢板弯曲后进行对接，焊缝在截面上侧圆筒直径较4小时，焊后引起较大日勺变形图3图4）由于横向收缩一般比纵向收缩明显，因此应尽量将焊缝布置在平行于规定焊接变2形较小的方向）当采用分部件装配和焊接时，设计时应预先考虑构造分部件时也许性，并应使部3件总装成构造时时焊接工作最小，减少总装时时焊接变形）在设计薄板构造时，要考虑不应由于焊接骨架而失稳为了提高薄板构造的稳定4性和减少波浪变形，应当选择合理的平板厚度，减少骨架间距并降低骨架焊缝日勺焊脚）设计构造时应考虑到采用简朴装配焊接胎夹具日勺也许尽量避免设计曲线型构5造采用平面构造可使固定状态下日勺焊接装备比较简朴，对控制变形比较有利工艺措施

4.2反变形

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2.1焊接前将构造或部件装配成具有焊接变形相反方向的预先变形反变形的限度应当J能抵消焊后形成的变形图为反变形状况下的应用5图5刚性固定法

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2.2对于刚性小日勺构造，可以通过采用胎夹具或其他临时支承措施，增长构造在焊接时的刚性，达到减小焊接变形时目日勺但构件自身刚性越大，则刚性固定法效果越弱因此对控制大钢度构件的弯曲变形效果较差而对角变形和波浪变形较有效选用合理的焊接措施的规范

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2.3）选用能量密度高的焊接措施，如采用二氧化碳气体保护焊、等离子弧焊和手工1点弧焊进行薄板焊接，可以减少变形量）采用较小的焊接线能量可以减少焊接变形量但在实际生产中要考虑生产率，2焊接线能量不适宜过低）焊接不对称得构件，通过选用不同日勺焊接参数，可以控制和调节弯曲变形3如图所示日勺截面不对称得梁，焊缝和到中心轴时距离比焊缝和到中612e34心轴的距离大焊后引起的变形也大如果焊缝和采用比焊缝和小时规范参f1234数分层焊接，可以是上下弯曲变形抵消选择合理时装配焊接顺序

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2.4）构件在装配过程中，侧面中心位置不断发生变化，因而焊接变形也变化运1用这一特点通过把结构合适日勺提成部件，分别装配焊装，使不对称得焊缝和收缩量较大的焊缝在焊接过程中能比较自由日勺收缩而不影响整体构造，然后拼焊成整体这样有助于控制变形，矫正也比较容易）分布在侧面中心线两侧的焊缝，一般来说，先焊时一侧焊缝产生的弯曲变形比2后焊日勺一侧焊缝产生日勺弯曲变形要大因此焊接顺序总的规律是先焊焊缝少的一侧对于截面形状对称的构造，尽量采用对称焊接措施避免薄板焊接变形的预拉伸法

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2.5在薄板焊接骨架时，采用机械的预拉伸，加热的预拉伸，或者两者同步使用，使薄板预先得到拉伸或伸长，然后在张紧薄板上装配焊接骨架，可以有效防止波浪变形焊接变形的矫正

4.3机械矫正法

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3.1采用压力机、矫正机或手工捶击等机械措施产生新的塑性变形，以使原开缩短的部分得以延伸，达到矫正变形日勺目日勺其中多辑平板机合用于薄板拼焊件时矫正运用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形，用于焊缝比较规范日勺薄壳构造机械矫正法对塑性差日勺高强钢应慎用火焰矫正法

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3.2运用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形，使较长日勺金属在冷却后缩短来消除变形本法简朴，机动灵活，合用面广在使用时应控制温度和加热位置对低碳钢和一般低合金钢常采用附加热温度由于需再次加热，对合金钢等慎用600~800℃。