焊接变形的控制方法

1、焊接变形得控制方法1 焊接应力与变形焊接就是一种局部加热得工艺过程。焊接过程中 以及焊后，构件不町避免地会产生焊接应力与 变 形。焊接应力与变形在一定条件卜还响焊接结构 得性能，如强度刚度尺寸精度与稳定性受压 时得 稳定性与抗腐蚀性等。不仅如此， 过大得焊接应力与 变形，还会大大增加制造工艺中得困难与 经济消耗，而且往往因焊接裂纹或变形过大无法矫正而导致产品得报废。2 焊接应力与变形得形成过程焊接应力与变形就是in焊接产生得不均匀温度场而引起得。假设有一块平板条如图所示），在她中心堆遇一条焊缝。图1假定就是焊接加热时得情况。图2为焊接以后，温度恢复到室温时得情况。与此同时，山丁不均匀加热还会产

2、生垂直焊缝方向（横向）得盈利与变形，厚度则还产生板厚度方向得应力。图13 影响焊接应力与变形得上要因素够响焊接应力与变形得因索上要有两个方面, 第一个方面就是焊缝及其附近不均匀加热得范閘与程度，也就就是产生热变形得范惘与程度；第二个方面就是 焊件木身得刚度以及受到周用拘束得程度；实际上 也就就是就就是阻止焊缝及其附近 加热所产生热变形得程度。两个方而作用得结果决定了焊缝附近压缩塑性变形区得大小与分布，也 决定了残余应力与残余变形得大小。焊缝尺寸与焊缝数虽及为止，材料得热物理性 能（ 导热系数、比热、膨胀系数等，焊接工 艺方法（ 气焊、手工焊、埋弧焊、气体保护焊等），焊接参数（ 焊接电流、电弧

3、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 近区不均加热得范围与程度，影响到热变形得大小 与分布；焊接构件得尺寸与形 状，胎夹具得应用，焊缝得布遇以及装配焊接顺序等因素彫响到焊接构件得刚度与周伟i得约束程 度。一般來说，焊接构件在约 束小得条件卜；焊接变形达而应力小；反之，则焊接 变形小而应力 大。4 焊接残余变形得预防与侨正4、1设计措施4、1、1尽可能减少焊缝得数虽在设计焊接结构时尽可能减少焊缝得数虽，避免不必要得焊缝。尽可能用型钢冲压件來代替焊接件。例如，采用压型结构代替筋板结构町以有效防止薄板得变形。对丁口身耍求不高得结构间 町

4、以适当 增加平板得厚度，这样可以减少筋板数虽，从而町以 减少焊接与变形得娇正虽。4、1、2 选择合理得焊缝尺寸与形状1）对于板厚较大得对接街头偏重取X型坡口代替V型坡口，因为对一定厚度得板，X 型坡口得熔敷 金用虽大约比V型坡口少1/2。对丁更大板厚得对接 接头町采用U型双U 型甚 至窄间隙深坡口焊缝，以减少焊接变形。2）在保证结构有足够承载能力得前提F , 应采用尽可能小得焊缝尺寸。对丁不需要进 行强度计算得T 型焊接接头，选取最小得工艺上合理得焊缝焊脚尺寸。在同样最小得焊脚 尺寸时，用断续焊缝比用连续焊缝更能减少变形。卜表为不同厚度低碳钢板得最小焊缝焊脚尺 寸参考表。低碳钢板得瑕小焊缝焊脚

5、尺寸参考表板順 null)=67-11 933 1-55 1-最小焊脚3468103）对丁受力絞大得T型接头或十字接头，在保 证相同得强度条件卜,采用开坡口角焊 缝比一般角 焊缝可以大大减少焊缝金屈.减少焊接变形。4）当按计算确定 T 型接头角焊缝时，应当采用 连续焊缝，不要采用丁连续焊缝等强 度得断续焊缝。 并应采用双而连续焊缝代替等强度得单面连续焊 缝，以减少角焊缝得焊脚尺寸。5）设计得结构尽叮能使大多数焊缝町采用口动焊，此时焊接变形比手工焊小。在薄板结构中釆用 二氣化碳保护焊代替手工焊或气焊，用接触电焊代替熔化焊缝可减少变形，建生焊后校正工作。4、1、3 合理选择结构形式与安排焊缝位宜1

6、）安排焊缝尽可能对称丁截面中心轴，或者使焊缝靠近中心轴，以减少结构总得弯 曲变形。焊缝集中丁-中心轴一侧，弯曲变形大，所以尽量安排对称。图3位两片半圆 瓦对接成圆筒，焊缝对称布置，弯曲变形小。而图4为钢板弯曲后进行对接，焊缝在截 面上侧圆筒直径较小时，焊后引起较大得变形。2）山丁横向收缩通常比纵向收缩显著，因此应尽可能将焊缝布锤在平行于要求焊接变形较小得方向。3）当采用分部件装配与焊接时，设计时应预先考虑结构分部件得可能性，并应使部件总装成结构时得焊接 工作最小，减少总装时得焊接变形。4）在设计薄板结构时，要考虑不应山丁焊接骨架而失稳。为了提高薄板结构得稳定性与降低波浪变形， 应 当选择合理得

7、平板厚度.减少骨架间距并降低骨架焊缝得焊脚。5）设计结构时应考虔到采用简单装配焊接胎夹具得可能。尽虽避免设计Illi线型结构采用平面结构 可使固定 状态卜得焊接装备比较简单，对控制变形比较有利。4、2工艺措施4、2、1 反变形焊接前将结构或部件装配成具有焊接变形相反方向得预先变形。反变形得程度应该能抵消焊后形成得变形。图5为反变形情况卜得应用：图54、2、2刚性固定法对丁刚性小得结构，可以通过采用胎夹具或其她临时支承方法，增加结构在焊接时得刚性，达到减小焊接 变形得口得。但构件木身刚性越大.则刚性固定法效果越弱。所以对控制大钢度构件得弯曲变形效果较差。而对角 变形与波浪变形较有效。4、2、3选

8、用合理得焊接方法得规范1）选用能虽密度高得焊接方法，如采用二氧化碳气体保护焊、等离子弧焊与手工点弧焊进行薄板焊接，可以 减少变形虽。2）采用较小得焊接线能虽可以减少焊接变形 虽。但在实际生产中要考虑生产率.焊接线能虽不宜过低。3）焊接不对称得构件，通过选用不同得焊接参数，可以控制与调节弯曲变形。如图6所示 得截面不对称得梁，焊缝1与2到中心轴得距离e比焊缝3与4到中心轴得距离f大焊后引起得 变形也大。如果焊 缝1与2 采用比焊缝3与4小得规范参数分层焊 接，町以就是上卜弯曲变形抵 消。图64、2、4 选择合理得装配焊接顺序1）构件在装配过程中，侧而中心位逻不断发生 变化，因而焊接变形也变化。利

9、用这一特点通过把结 构适 当得分成部件，分别装配焊装，使不对称得焊缝 与收缩虽较大得焊缝在焊接过程中能比较门山得收 缩而不彤响 整体结构，然后拼焊成整体。这样有利于控制变形，矫正也比絞容易。2）分布在侧面中心线两侧得焊缝，一般來说，先焊得一侧焊缝产生得弯曲变形比后焊得一侧焊缝 产生得弯曲变形要大。因此焊接顺序总得规律就是先焊焊缝少得一侧。对丁截而形状对称得结构， 尽 可能采 用对称焊接方法。4、2、5 防止薄板焊接变形得预拉伸法在薄板焊接骨架时，采用机械得预拉伸，加热得预拉伸.或者两者同时使用，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。4、3焊接变形得矫正4、3、1 机械娇正法采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产 生新得塑性变形， 以使原开缩短得部分得以延伸， 达 到娇正变形得口得。其中多馄平板机适用丁薄板拼焊件得矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸 来消除变形，用丁焊缝比较