焊接变形的分析与控制

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焊接变形的控制措施

焊接变形与应力的控制措施全面分析各因素对焊接变形的影响 ,把握其影响规律 ,即可采取合理的控制措施。

一. 焊缝截面积的影响焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。

焊缝面积越大 ,冷却时收缩引起的塑性变形量越大 ,焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的 ,而且是起主要的影响 ,因此 ,在板厚相同时 ,坡口尺寸越大 ,收缩变形越大。

1.2 焊接热输入的影响一般情况下 ,热输入大时 ,加热的高温区范围大 ,冷却速度慢 ,使接头塑性变形区增大。

1.3 焊接方法的影响多种焊接方法的热输入差别较大 ,在建筑钢结构焊接常用的几种焊接方法中 ,除电渣以外 ,埋弧焊热输入最大 ,在其他条件如焊缝断面积等相同情况下 ,收缩变形最大 ,手工电弧焊居中 ,ＣＯ2气体保护焊最小。

1.4 接头形式的影响在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方面等因素条件相同时 ,不同的接头形式对纵向、横向、角变形量有不同的影响。

常用的焊缝形式有堆焊、角焊、对接焊。

1)表面堆焊时 ,焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束 ,而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束 ,因此 ,变形相对较小。

2)Ｔ形角接接头和搭接接头时 ,其焊缝横向收缩情况与堆焊相似 ,其横向收缩值与角焊缝面积成正比 ,与板厚成反比。

3)对接接头在单道 (层 )焊的情况下 ,其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大 ,在单面焊时坡口角度大 ,板厚上、下收缩量差别大 ,因而角变形较大。

双面焊时情况有所不同 ,随着坡口角度和间隙的减小 ,横向收缩减小 ,同时角变形也减小。

1.5 焊接层数的影响1)横向收缩 :在对接接头多层焊接时 ,第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律 ,第一层以后相当于无间隙对接焊 ,接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似 ,因此 ,收缩变形相对较小。

2)纵向收缩 :多层焊接时 ,每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多 ,加热范围窄 ,冷却快 ,产生的收缩变形小得多 ,而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束 ,因此 ,多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多 ,而且焊的层数越多 ,纵向变形越小。

焊接变形的控制与矫正

焊接变形的控制与矫正1、改进焊接设计（1）尽量减少焊缝数量在设计焊缝结构时应当避免不要的焊缝，尽量选用型钢、冲压件代替焊接件、以减少肋板数量来减少焊接和矫正变形的工作量。

（2）合理选择焊缝形状及尺寸对于板厚较大份额对接接头应选X型坡口代替V型坡口。

减少熔敷金属总量以减少焊接变形。

在保证有足够能力的条件下，应尽量选用较小的焊缝尺寸。

对于不需要进行强度计算的T形接头，应选用工艺上合理的最小焊脚尺寸。

并且采用断续焊缝比连续焊缝更能减少变形。

当按设计计算确定T形接头角焊缝时，应采用连续焊缝，不应采用与之等强的断续焊缝，并应采用双面连续焊缝代替等强度的单面连续焊缝，以减小焊角尺寸。

对于受力较大的T形或十字接头，在保证相同强度的条件下，应采用开破口的角焊缝，这样比一般角焊缝可大大减少焊缝金属、减少焊缝变形量。

（3）合理设计结构形式及焊缝位置设计结构时应考虑焊接工作量最小以及部件总装时的焊接变形量最小。

对于薄板结构，应选合适的板厚、减少骨架间距及焊角尺寸，以提高结构的稳定性、减少波浪变形。

此外，还应尽量避免设计曲线形结构。

因为采用平面可使固定状态下的焊接装备比较简单，易于控制焊接变形。

由于焊缝的横向收缩通常比纵向收缩显著，因此应尽量将焊缝布置在平行于要求焊接变形量最小的方向。

焊缝的位置应尽量靠近截面中心轴，并且尽量对称于该中心轴，以减少结构的弯曲变形。

2、采取工艺措施（1）反变形焊前将构件装配成具有与焊接变形相反方向的预先反变形。

反变形的大小应以能抵消焊后形成的变形为准。

这种预制的反变形可以是弹性的、塑性的或弹塑性的。

（2）刚性固定将构件加以固定来限制焊接变形，对于刚度小的结构，可以采用胎卡具或临时支承等措施，增加该结构在焊接时的刚度，以减少焊接变形量。

结构的刚度越大，利用刚性固定法控制弯曲变形的效果较差，而对角变形及波浪形较为有效。

这种方法虽然可以减少焊接变形，但同时却又增加了焊接应力。

（3）选用合理的焊接方法及焊接参数选用能量密度较高的焊接方法，可以减少焊接变形。

焊接变形的影响因素与控制措施

（作者单位：一重集团天津重工有限公司）焊接变形的影响因素与控制措施◎刘春月焊接变形具体指在未受到外力作用的情况下，构件因焊接过程出现的收缩、角度改变以及弯曲等情况，焊接变形会对构件的安装精度产生严重影响，进而阻碍之后的正常使用，为了保证构件的质量，需要对焊接变形做好有效控制。

一、几种常见的焊接变形介绍1.角变形的具体分析。

焊接变形中的角变形通常会出现在搭接、对接、对焊焊接以及丁字接头中，引发以上问题的原因是横向收缩变形不均匀分布在厚度方向。

角变形程度受构件压缩塑性变形的直接影响，板背面的温度会随线能量的提高而升高，在此过程中，板两面的塑性变形量可能存在差异，致使角变形量出现减少的情况，在板厚相同的情况下，单层焊会比多层焊的焊接变形小，角变形程度与焊接层数呈现正相关。

2.横向收缩变形的具体分析。

横向收缩量会随着焊接线能量的升高而变大，但是如果板的厚度值越大，产生的横向收缩量越小，对横向变形来说，板厚以及焊接线能量是重要的影响要素。

在焊接过程中，不同部位存在先后之分，先焊接焊缝会对后焊接焊缝起到横向的挤压作用，进而使得横向的压缩变形变得更大，并且焊缝的横向收缩量变化规律是沿着焊缝方向从收缩量小逐渐变大，在接近一定程度后，逐渐变得平稳，导致焊缝长度方向的横向收缩量存在分布不均匀的情况。

3.纵向收缩变形的具体分析。

对纵向收缩量的大小而言，压缩塑性变形是主要的影响因素。

对压缩塑性变形产生影响的因素有很多，如焊接顺序、焊接参数、焊接材料的物力参量以及焊接方式等，通常情况下，纵向收缩量与焊接线能量呈正相关，如果构建中的焊缝存在不对称现象，会导致相应的应力不均匀，不仅会让构件缩短，还会导致构件发生弯曲，并且出现不同程度的挠曲变形。

二、引发焊接变形的主要原因分析1.焊接应力带来的影响。

焊接时产生变形的根本原因是焊接应力的作用，针对一些外形较大，且结构相对复杂的构件，在焊接时需要复杂的焊缝，不同焊缝产生的应力大小及方向存在差异，整体的情况比较复杂，工作人员无法保证焊缝预测的准确性。

焊接变形的影响因素和控制

焊接变形的影响因素和控制焊接变形是指焊接过程中，由于热应力和冷却被限制而引起的组件形状或尺寸的变化。

焊接变形不仅会影响组件的外观与尺寸精度，还可能导致应力集中、裂纹或变形失真。

因此，在实际焊接过程中，需要采取一系列措施来控制焊接变形。

影响焊接变形的因素主要有以下几点：1.材料的选择：材料的焊接温度和热膨胀系数不同，会导致热应力和冷却应力的不同，从而影响焊接变形。

因此，在选择材料时，应尽量选择具有相似热膨胀系数的材料，以减小焊接变形。

2.焊接方式的选择：不同的焊接方式对焊接变形的影响不同。

通常来说，焊接时应尽量选择低热输入的焊接方式，以减小热应力和冷却应力的产生。

3.焊接顺序的控制：焊接顺序的合理控制对减小焊接变形至关重要。

一般而言，由内而外、由下而上的焊接顺序有利于减小焊接变形。

此外，还可以通过跳焊、局部预热等方法控制焊接变形。

4.夹持和固定：夹持和固定可以有效地限制焊接件的变形。

在焊接过程中，应合理设计夹具，使其能够夹持和固定焊接件，从而减小翘曲和弯曲等变形。

5.控制焊接参数：焊接参数的选择对焊接变形也有重要影响。

例如，焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数的调整可以控制焊接时的热应力和冷却应力，从而减小焊接变形。

6.预留余量：在焊接件的设计中，应留有一定的余量，以便在焊接变形时能够进行调整。

通过预留余量，可以降低焊接变形对工件的影响，提高焊接件的尺寸精度。

7.热处理：焊接件在焊接后进行热处理，可以通过回火、退火等方法来消除部分焊接应力，从而减小焊接变形。

总之，焊接变形是不可避免的，但通过合理的材料选择、焊接方式选择、焊接顺序控制、夹持固定、焊接参数调控、预留余量设计以及热处理等方法，可以有效地控制焊接变形，提高焊接质量和工件精度。

焊接变形的控制措施

焊接变形的控制措施
（1）在焊接过程中，厚板对接焊后的变形主要是角变形。

实践中为控制变形，往往先焊正面的一部分焊道，翻转工件，碳刨清根后焊反面的焊道，再翻转工件，这样如此往复，一般来说，每次翻身焊接三至五道后即可翻身，直至焊满正面的各道焊缝。

同时在施焊时要随时进行观察其角变形情况，注意随时准备翻身焊接，以尽可能的减少焊接变形及焊缝内应力。

另外，设置胎夹具，对构件进行约束来控制变形，此类方法一般适用于异形厚板结构，由于厚板异形结构造型奇特、断面、截面尺寸各异，在自由状态下，尺寸精度难以保证，这就需要根据构件的形状，制作胎模夹具，将构件处于固定的状态下进行装配、定位，焊接，进而来控制焊接变形。

（2）采取合理的焊接顺序。

选择与控制合理的焊接顺序，即是防止焊接应力的有效措施，亦是防止焊接变形的最有效的方法之一。

根据不同的焊接方法，制定不同的焊接顺序，埋弧焊一般采用逆向法、退步法；CO2气体保护焊及手工焊采用对称法、分散均匀法；编制合理的焊接顺序的方针是“分散、对称、均匀、减小拘束度”。

焊接变形原因分析及其防止措施

焊接变形原因分析及其防止措施摘要：本文重点对常见焊接变形的原因进行分析，并根据原因分别从设计和工艺两个方面论述防止变形的措施。

关键词：焊接变形原因分析防止措施随着新材料、新结构和新焊接工艺的不断发展，有越来越多的焊接应力变形和强度问题需要研究。

焊接变形在焊接结构生产中经常出现，如果构件上出现了变形，不但影响结构尺寸的准确性和外观美观，而且有可能降低结构的承载能力，引起事故。

同时校正焊接变形需要花费许多工时，有的变形很大，甚至无法校正，造成废品，给企业带来损失。

因此掌握焊接变形的规律和控制焊接变形具有十分重要的现实意义。

一、焊接变形种类生产中常见的焊接变形主要有纵向收缩变形、横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形、螺旋变形。

这几种变形在焊接结构中往往并不是单独出现，而是同时出现，相互影响。

在这里重点对生产中经常出现的纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、错边变形进行分析。

二、焊接变形原因分析1.纵向收缩变形。

焊接时，焊缝及其附近的金属由于在高温下自由变形受到阻碍，产生的压缩性变形，在平行于焊缝的变形称之为纵向收缩性变形。

焊缝纵向收缩变形量可近似的用塑性变形区面积S来衡量，变形区面积S于焊接线能量有直接关系，焊接线能量越小，S越小，反之S越大。

同样截面的焊缝可以一次焊成，也可以分几层焊成，多层焊每次所用的线能量比单层焊时小得多，因此每层焊缝产生的塑性变形区的面积S比单层焊时小，但多层焊所引起的总变形量并不等于各层焊缝的总和。

因为各层所产生的塑性变形区面积和是相互重叠的。

从上述分析可以看出多层焊所引起的纵向收缩比单层焊小，所以分的层数越多，每层所用的线能量就越小，变形也越小。

2.横向收缩变形。

横向收缩变形是指垂直于焊缝方向的变形，焊缝不但发生纵向收缩变形，同时也发生横向收缩变形，其变形产生的过程比较复杂，下面分几种焊缝情况来分析。

2.1堆焊和角焊缝。

首先研究在平板全长上对焊一条焊缝的情况。

当板很窄，可以把焊缝当作沿全长同时加热，采用分析纵向收缩的方法加以处理。

焊接变形的原因及控制方法

焊接变形的原因及控制方法焊接变形是指焊接过程中产生的结构形状、尺寸和应力的改变。

变形对于焊接结构的质量和使用寿命都具有重要影响，因此需要采取控制措施来减少焊接变形。

1.熔融区的体积收缩：在焊接中，熔融区的温度升高，熔化的金属液体会发生体积收缩。

当焊接过程中发生多次的局部加热和熔化，熔融区收缩现象将会导致焊接件变形。

2.焊接应力：焊接过程中形成的焊接应力是导致焊缝及周边材料变形的重要原因。

焊接引起的应力主要有热应力和残余应力两种。

3.材料的热物理性质差异：焊接过程中，不同材料的热膨胀系数和热传导系数的差异也会导致焊件变形。

为了控制焊接变形，可以采取以下方法：1.合理设计焊接结构：通过合理设计焊接结构，可以减轻焊接变形产生的程度。

例如，在设计焊接结构时可以采用对称组织，增加长交叉焊缝间的连接来减轻焊接变形。

2.使用焊接工艺参数：调整焊接工艺参数，如焊接速度、焊接电流和电压等，可以减少焊接变形。

例如，在焊接速度控制方面，可以采用逆向焊接、速度波动焊接和脉冲焊接等方法来减少焊接变形。

3.采用预应力：对焊接材料进行预应力处理可以减少焊接变形的产生，常见的方法有热拉伸和压力留置法。

4.使用夹具和支撑物：采用夹具和支撑物对焊接结构进行支撑和固定，可以减少焊接变形的产生。

夹具可以限制材料的收缩和变形，支撑物能够提供必要的支撑力和刚度。

5.控制焊接热输入：通过控制焊接热输入来减少焊接变形。

可以采用分段焊接、小电流多道焊、局部加热等方法来降低焊接区域的温度梯度。

总之，焊接变形是焊接过程中难以避免的问题，但通过合理的设计和控制参数的调整，可以有效减少焊接变形的产生，提高焊接结构的质量和可靠性。

焊接过程中常见问题分析与解决方法

焊接过程中常见问题分析与解决方法焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于工业生产和建筑领域。

然而，在焊接过程中常常会遇到一些问题，如焊接缺陷、焊接变形等。

本文将分析并提供解决这些常见问题的方法。

一、焊接缺陷的分析与解决1. 焊缝开裂焊缝开裂是焊接过程中常见的问题之一。

开裂可能是由于焊接材料的选择不当、焊接过程中的温度控制不当或焊接材料的应力集中等原因引起的。

解决这个问题的方法包括：- 选择合适的焊接材料，确保其具有良好的焊接性能和抗裂能力；- 控制焊接过程中的温度，避免温度变化过大；- 通过预热和后热处理等方法来缓解焊接材料的应力。

2. 焊缝气孔焊缝中的气孔是焊接过程中常见的缺陷之一，可能是由于焊接材料中含有气体、焊接过程中的气体保护不足或焊接材料表面有污染物等原因引起的。

解决这个问题的方法包括：- 选择含气体较少的焊接材料；- 加强焊接过程中的气体保护，确保焊接区域不受氧气和其他气体的污染；- 在焊接前清洁焊接材料表面，确保其无污染物。

3. 焊缝夹渣焊缝中的夹渣是焊接过程中常见的缺陷之一，可能是由于焊接材料中含有杂质、焊接过程中的熔融金属流动不畅或焊接材料表面有污染物等原因引起的。

解决这个问题的方法包括：- 选择含杂质较少的焊接材料；- 控制焊接过程中的熔融金属流动，确保其顺畅；- 在焊接前清洁焊接材料表面，确保其无污染物。

二、焊接变形的分析与解决焊接过程中的变形是一个常见而严重的问题。

焊接过程中，由于热量的集中作用，焊接材料会发生热胀冷缩，导致焊接件产生变形。

解决这个问题的方法包括：1. 控制焊接过程中的温度分布通过合理的焊接参数设置和热量控制，可以使焊接件的温度分布均匀，减少变形的发生。

例如，可以采用预热和后热处理等方法来缓解焊接材料的应力，减少变形的发生。

2. 采用适当的焊接顺序在焊接多个零件时，可以采用适当的焊接顺序，先焊接较薄的零件，再焊接较厚的零件，以减少焊接件的变形。

3. 使用焊接夹具在焊接过程中，可以使用焊接夹具来固定焊接件，减少变形的发生。

焊接变形原因及控制方法

焊接变形原因及控制方法焊接是一种常见的金属连接方法，但在实际应用中，我们常常会遇到焊接件变形的问题。

本文将探讨焊接变形的原因以及控制方法，帮助读者更好地理解和解决这一问题。

一、焊接变形的原因1. 焊接过程中的温度梯度：焊接时，焊缝区域受到高温的加热，而其它部位则保持较低的温度。

这种温度梯度会导致焊接件产生热应力，从而引起变形。

2. 残余应力的存在：焊接后，冷却过程中会产生残余应力。

这些应力会引起焊接件的变形，尤其是在焊接接头附近。

3. 材料的物理性质：不同材料在焊接过程中会由于热影响区域的不同导致不同的变形情况。

例如，具有较高热膨胀系数的材料在焊接后更容易发生变形。

二、焊接变形的控制方法1. 优化焊接工艺：通过合理安排焊接顺序、增加焊缝长度等方式来减小温度梯度，从而降低焊接变形的发生。

2. 使用预应力技术：在焊接过程中引入预应力，可以通过反向应力来抵消残余应力，从而减小焊接件的变形。

3. 控制焊接变形方向：合理预测焊接变形的方向，并采取相应的措施来控制变形。

例如，在设计中合理选择焊接结构和间隙，减小焊接残余应力对结构的影响。

4. 应用补偿技术：通过在焊接过程中进行额外的加工，例如机械加工或热处理等，来消除或减小焊接变形。

5. 使用支撑和夹具：通过设置支撑物或夹具来限制焊接件的变形，保持其形状和位置。

6. 使用适合的焊接方法：不同的焊接方法具有不同的变形控制效果。

在实际应用中，应根据具体情况选择适当的焊接方法，以减小焊接变形。

三、小结焊接变形是焊接过程中常见的问题，其产生原因主要包括温度梯度、残余应力和材料的物理性质。

为了控制焊接变形，我们可以通过优化焊接工艺、使用预应力技术、控制变形方向、应用补偿技术、使用支撑和夹具以及选择适合的焊接方法等方式进行控制。

只有在理解了焊接变形的原因并采取相应的措施后，我们才能更好地解决这一问题，并获得满意的焊接结果。

通过本文的探讨，相信读者对焊接变形的原因及其控制方法有了更深入的了解，这将有助于在实践中更好地应对焊接变形问题。

焊接结构件焊接变形的控制

焊接结构件焊接变形的控制摘要：在机械工程中，焊接作为一种重要的加工技术特别是在水泵和油源等油品的生产中，在结构焊接生产中起着不可或缺的作用。

因此，在焊接环境合适的情况下，适当地调整焊接规范和焊接工艺可以减少焊接结构件的变形量。

基于此，本文对焊接变形的影响因素以及焊接结构件焊接变形控制的措施进行了分析。

关键词：焊接变形；机械制造；措施1 焊接变形的影响因素1.1 焊缝在结构中的位置焊缝在焊接结构中的位置不对称，往往是造成结构整体弯曲变形的主要因素。

当焊缝处在焊件中性轴的一侧时，焊件在焊后将向焊缝一侧弯曲，且焊缝距离中性轴越远，焊件就越易产生弯曲变形。

在整个焊接结构中，如中性轴两侧焊缝的数目各不同，且焊缝距中性轴的距离也各不相同，也易引起结构的弯曲变形。

1.2 材料因素的影响材料对于焊接变形的影响不仅和焊接材料有关，而且和母材也有关系。

材料的热能参数和力学性能参数都对焊接变形的产生过程有重要的影响。

其中热能参数的影响主要体现在热传导系数上，一般热传导系数越小，温度梯度越大，焊接变形越显著。

力学性能对焊接变形的影响比较复杂，热膨胀系数的影响最为明显，随着热膨胀系数的增加焊接变形相应增加。

同时材料在高温区的屈服极限和弹性模量及其随温度的变化率也起着十分重要的作用，一般情况下，随着弹性模量的增大，焊接变形随之减少而较高的屈服极限会引起较高的残余应力，焊接结构存储的变形能量也会因此而增大，从而可能促使脆性断裂，此外，由于塑性应变较小且塑性区范围不大，因而焊接变形得以减少。

2 焊接结构件焊接变形控制的措施2.1 焊接结构件设计方面在焊接过程中，要尽量避免焊缝的数量。

但是如果焊接机械条件有限的情况，又要求结构件强度高，那么在焊接过程中产生更多的焊缝就无法避免了。

焊缝出现的数量少，在焊接中需要的热量相对也会较少一些，可以节省工时和焊接材料，可以提高焊接效率。

在焊接的同时，也要选择好合适的焊缝尺寸。

在整个焊接过程中，要优先考虑对接焊缝，因为对接焊缝的受力情况是最好的，出现的变形也较少，一般来说焊缝尺寸越大，里面填充的焊接材料就越多，在焊接时需要的热量就越大，同时也影响焊缝收缩时的压力，从而造成的结果就是焊接变形了，且焊缝数量多。

控制变形及减小消除焊接应力的方法

控制变形及减小消除焊接应力的方法一、控制焊接变形的方法1、设计措施（1）选择合理的焊缝尺寸：焊缝尺寸增加，变形随之增大，但是过小的焊缝尺寸将降低结构的承载能力，并使焊接接头的冷却速度加快，热影响区硬度增高，容易产生裂纹等缺陷，因此应在满足结构承载能力和保证焊接质量的前提下，随着板的厚度来选取工艺上可能选用的最小的焊缝尺寸。

（2）尽量减少焊缝数量;适当选择板的厚度，减少肋板数量，从而可减少焊缝和焊接后变形的校正量，如薄板结构件，可用压型结构代替肋板结构，以减少焊缝数量，防止或减少焊后变形。

（3）合理安排焊缝位置：焊缝对称于焊件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴均可减少弯曲变形。

（4）预留收缩余量：焊件焊后纵向横向收缩变形可通过对焊缝收缩量的估算，在设计时预先留出收缩余量进行控制。

（5）留出装焊卡具的位置：在结构上留有可装焊夹具的位置，以便在焊接过程中可利用夹具来控制技术变形。

2、反变形法（1）板厚8～12mm钢板单边V型坡口对接焊，装配时反变形1.5°焊接后几乎无角变形。

（2）工字梁焊后因横向收缩引起的角变形，若采用焊前预先把上、下盖板压成反变形（塑性变形），然后装配后进行焊接，即可消除上、下盖板的焊后角变形。

但是上下盖板反变形量的大小主要与该板的厚度和宽度有关，同时还与腹板厚度和热输入有关。

（3）锅炉、集装箱的管接头都集中在上部，焊后引起弯曲变形所以要借用强制反变形夹紧装置，并配以对称均匀加热的痕迹顺序，交替跳焊法这样采用了在外力作用下的弹性反变形再配合以合理的受热的施焊顺序，焊后基本上可消除弯曲变形。

（4）桥式起重机的两根主梁是由左、右腹板和上、下盖板组成的箱型结构的为提高该梁的刚性，梁内设计有大、小肋板，且这些肋板角焊缝大多集中在梁的上部，焊后会引起下桡弯曲变形。

但桥式起重机技术要求规定，主梁焊后应有一定的上拱度，为解决焊后变形与技术要求的矛盾，常采用预制腹板上拱度的方法，即在备料时，预先使两块腹板留出上拱度。

焊接工艺中的焊接变形与控制方法

焊接工艺中的焊接变形与控制方法焊接是现代制造业中常用的连接工艺，但焊接过程中常常会产生焊接变形，给焊接工件的质量和几何形状带来不利影响。

因此，控制焊接变形成为焊接工艺中的重要问题。

本文将介绍焊接工艺中的焊接变形产生原因以及常见的焊接变形控制方法，旨在探讨如何有效应对焊接变形，提高焊接质量。

一、焊接变形的原因焊接变形是由于焊接时产生的热应力引起的。

焊接时，焊件局部受到高温热源的加热，由于热膨胀系数的不同，局部产生热应力。

热应力是焊接变形的主要原因，常常导致焊接件发生扭曲、翘曲等变形。

二、焊接变形的分类焊接变形可分为弯曲变形、扭曲变形和翘曲变形三类。

1. 弯曲变形焊接过程中，焊缝加热导致焊缝附近的材料发生热膨胀，由于热膨胀系数与相对应的焊缝位置不同，产生了热应力。

当热应力大于材料的弹性极限时，焊缝附近的材料开始发生塑性变形，从而引起焊件的弯曲。

2. 扭曲变形焊缝加热导致局部材料的膨胀，当热膨胀系数不同时，局部材料发生不均匀膨胀。

由于热膨胀的差异，焊接件发生转动，产生扭矩，从而导致扭曲变形。

3. 翘曲变形焊接过程中，焊缝热收缩引起焊件的局部收缩。

当焊缝受到限制无法自由收缩时，焊缝周围发生应力集中，从而引起焊件发生翘曲变形。

三、焊接变形的控制方法针对焊接变形问题，有以下几种常见的控制方法。

1. 合理焊接顺序合理的焊接顺序能够减小焊接变形。

焊接顺序应从对称、均匀的位置开始，先焊接外围，逐渐向中间推进，避免焊接过程中的热应力集中。

此外，对于大尺寸工件，可以采用段间隔焊接的方法，使工件在不同段之间进行放置，减小工件的热影响区域。

2. 适当预热和后热处理通过适当的预热和后热处理，可以改善焊接变形。

预热能够均匀分布焊接过程中的热应力，减小变形的程度。

后热处理能够通过加热或冷却来减小残余应力，提高焊接件的机械性能。

3. 使用焊接变形补偿装置焊接变形补偿装置能够通过对焊接件施加反向力矩来抵消焊接过程中产生的力矩，从而减小焊接变形。

托架总成焊接变形分析和控制

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决案方
托架总成焊接变形分析和控制
陕西北方动力有限责任公司（鸡宝７１０２３０）王娟侠刘永林李俊梅
１．问题的提出托架总成是风冷柴油机的重要焊接件，其尺寸直接影响带轮的装配间隙。因焊接变形大，引起外观质量差、尺寸不稳定，造成良品率极低、生产成本较高、生产周期长及生产任务拖后。为摆脱这种 “ 、要、靠 ” 的被动局面，我们对制约产品质量的等因素进行改进。２．变形分析和控制图１是托架总成产品。加工的难点是控制孔距尺寸，保证孔的同轴度公差为４．ｎｎ，焊缝均匀平，３ｌｌ０整，允许有脱焊、夹渣等焊接缺陷，为此决定从
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分段反向的方法，同时辅之以快冷以减少焊接变形。
焊脚尺寸较大，焊缝的纵向收缩势必造成支撑板的
弯曲变形，冈此在焊接时单人对称施焊。为控制孔
图４焊接工装
１形定位销．球５活动支撑
８．联接螺杆
的扭曲变形，采用活动定尖螺旋夹紧机构（图２、见图３。此装置定位可靠，夹紧牢固，操作方便，大）
以下几方面人手。
图２顶尖图３螺纹夹紧＿ｆ『
４
工装费用。一副工装（见图４可生产同系列的多种）

焊接变形原因分析及控制

冷作校正是用三星或七星辊床、液压机、校直机或锤击等方法，来校正焊件变形。
热力校正，利用火焰在焊件上适当的地方加热，然后用水速冷，促使焊件变形，而达到焊件恢复到正确形状的目的。
焊接变形原因分析及其防止措施
用校直机冷却校正
热力校正Leabharlann 焊接变形原因分析及其防止措施
应力与应变的概念一、基本概念
在焊接工作中经常会碰到工件焊接后改变原来的形状，或者焊接操作中或焊接后发现焊缝断裂，这些现象就是通常所说的变形与应力所引起的。
什么叫变形？所谓变形，就是一定数值的外力加于物体，使物体形状发生变化，称为变形。若外力消除后，物体能恢复到原来的形状，这种变形称为弹性变形；若外力消除后，物体不能恢复到原来的形状，则这种变形称为塑性变形。举个例子：如我们用扁担挑水，水桶将扁担压弯，扁担变形了，若去掉水桶后，扁担恢复到原来的形状，则这个扁担的变形为弹性变形；若去掉水桶后，扁担不能恢复到原来的形状，则这个扁担的变形为塑性变形。
变形的原因分分析及防治措施
• 二、焊接时的变形与应力 • 焊接时，焊件产生变形与应力的原因是由于焊件被焊时加热不均匀
所引起的。焊接时，由于电弧热作用，电弧附近周围的金属温度显著提高，离电弧较远的金属温度就较低，这样焊件就出现不均匀的热膨胀（如图1-3）。加热部分的金属，根据受热程度不同，就要相应的伸长，而未加热部分的金属要维持原来的长度，因此加热处的伸长受到冷金属的阻碍，限制了加热金属部分的自由伸长，于是加热金属便产生压应力，而冷金属部分产生拉应力。当加热部分产生的压应力超过金属的屈服点时，就会产生塑性变形。一般金属的屈服点随着温度的升高而降低，在600℃温度的钢材的屈服点实际等于零。当冷却时，由于加热金属部分比未焊时短，此时加热金属部分受到拉应力，冷金属产生压应力。

焊接变形的分类及控制措施

焊接变形的分类及控制措施焊接变形的分类及控制引言焊接工艺在很多行业中起到关键作用，但是焊接过程中经常会发生变形问题。

焊接变形会对产品的质量和性能产生负面影响，因此需要采取相应措施来进行分类和控制。

1. 焊接变形的分类焊接变形可以根据其产生的原因和形式进行分类。

以下是常见的焊接变形的分类方式：1.1 原因分类•热应力引起的变形：焊接过程中，由于焊接区域受到瞬时加热和冷却的影响，会产生热应力，引起变形。

•冷却引起的变形：焊接完成后，焊接区域由于冷却速度不均匀，引起变形。

•结构应力引起的变形：焊件自身的结构应力会引起变形。

1.2 形式分类•弯曲变形：焊接区域发生弯曲变形，导致工件整体形状不符合要求。

•扭曲变形：焊接区域发生扭曲变形，导致工件整体形状扭曲。

•缩短变形：焊接区域发生缩短变形，导致工件整体长度缩短。

2. 焊接变形的控制措施针对不同类别的焊接变形，需要采取相应的控制措施来减少变形的发生。

2.1 热应力引起的变形控制措施•采用预热和后热处理：通过预热和后热处理，可以减小焊接区域的温度梯度，降低热应力的产生。

•设计焊接工艺：合理设计焊接工艺，控制焊接速度和温度梯度，减少热应力的产生。

2.2 冷却引起的变形控制措施•使用焊接夹具和冷却装置：通过使用夹具来固定焊件，控制冷却速度均匀性；使用冷却装置来加速焊接区域的冷却，减小变形的发生。

•控制焊接顺序：合理控制焊接顺序，先焊接较远的区域，再焊接较近的区域，可以避免较早焊接的部分冷却引起的热应力引起变形。

2.3 结构应力引起的变形控制措施•采用预应力技术：通过施加适当的预应力，可以减小焊件的结构应力，降低变形的发生。

•设计合理的焊接结构：合理设计焊接结构，采用适当的形状和尺寸，可以减小结构应力的产生。

结论焊接变形是焊接过程中常见的问题，分类和控制焊接变形对保证产品质量至关重要。

通过合理的控制措施和工艺设计，可以有效降低焊接变形的发生，提高焊接质量。

3. 其他控制措施除了上述分类和控制措施外，还有一些其他的控制措施可以用于降低焊接变形。

焊接变形控制方法

焊接变形控制方法焊接变形是指在焊接过程中，由于焊接热量的作用，导致工件发生变形。

焊接变形不仅影响外观和尺寸精度，还可能导致工件的力学性能降低或破坏。

因此，控制焊接变形是焊接工艺中的一个重要问题。

焊接变形的控制方法可以分为几个方面：1. 选用合适的焊接工艺：合适的焊接工艺可以减小热输入，减少焊接变形。

一般来说，低热输入的焊接方法，如TIG焊、脉冲MIG焊等，会比高热输入的焊接方法，如电弧焊、气焊等，产生更小的变形。

2. 控制焊接参数：控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，可以调节焊接热量的输入，从而控制焊接变形。

通常需要根据具体情况进行试验和优化，找到一个合适的参数组合。

3. 采用适当的焊接顺序：焊接顺序的选择可以减小残余应力和变形。

一般来说，从中心向两侧对称地焊接，或者采用逆序焊接等方法，可以减小焊接变形。

4. 使用夹具和焊接变形补偿：使用合适的夹具和焊接变形补偿方法，可以在焊接过程中限制工件的变形。

夹具可以限制工件的自由变形，而焊接变形补偿可以根据工件的预期变形，调整焊接过程中的维度和形状。

5. 控制焊接速度和温度：控制焊接速度和温度，可以调节焊接热量的输入和分布，从而减小焊接变形。

通常需要根据材料的热导率和热膨胀系数等参数，合理选择焊接速度和温度。

6. 采用预约束或后约束：预约束是在焊接前施加应力，限制工件的自由变形，后约束是在焊接后施加应力，矫正工件的变形。

通过预约束或后约束，可以控制焊接变形。

总之，焊接变形控制方法的选择应根据具体工作情况进行综合考虑，通过合适的焊接工艺、参数调节、焊接顺序、夹具使用等方法，最终实现对焊接变形的有效控制。

同时，需要注意在实际焊接过程中进行试验和优化，根据实际情况进行调整。

浅谈焊接结构件焊接变形的控制

浅谈焊接结构件焊接变形的控制
焊接是一种常见的金属加工方法，广泛应用于制造业中的各种结构件的制造中。

焊接
过程中会产生焊接变形，严重影响焊接结构件的形状和精度。

如何控制焊接变形成为焊接
技术中的一个重要问题。

焊接变形的产生主要有三个原因：热应力、组织相变和收缩。

焊接过程中，焊接区域
受到高温的热影响，导致焊接区域的材料膨胀，形成一定的热应力。

在焊接过程中，由于
材料的物理状态发生改变，可能会引起组织相变，进而产生焊接变形。

在焊接完成后，焊
缝周围的材料会发生冷却收缩，导致结构件发生变形。

为了控制焊接变形，可以采取以下几种措施。

可以采用后焊加热的方法。

通过在焊接
完成后对焊接区域加热，可以使焊接区域重新达到高温状态，减少焊接变形。

可以选择适
当的焊接顺序。

焊接顺序应该从内向外进行，以减少引起热应力和收缩的影响。

还可以通
过预设焊接变形来控制焊接变形。

预设焊接变形是通过在设计和加工过程中，根据结构件
的形状和要求，预先设置焊接变形的方式。

可以采用剪切焊接或者滚焊接等焊接方法，以
减少焊接变形的产生。

除了以上控制焊接变形的方法外，还可以通过选择合适的焊接工艺参数来控制焊接变形。

可以调整焊接速度、焊接电流和焊接角度等参数，以控制焊接过程中的热应力和收缩。

还可以采用预热和后热处理的方法，通过控制材料的温度分布和组织结构，减少焊接变
形。

焊接变形的控制与矫正

焊接变形的控制与矫正一、引言在焊接工艺中，焊接变形是一个常见的问题。

焊接变形指的是在焊接过程中，由于热膨胀和收缩等原因导致工件发生形状和尺寸上的变化。

这种变形不仅会影响工件的外观和精度，还会对其机械性能产生负面影响。

因此，控制和矫正焊接变形是保证焊接质量的重要措施。

二、焊接变形的原因1. 焊接过程中产生的热膨胀和收缩在焊接过程中，电弧或火焰所产生的高温会使得工件局部区域发生热膨胀，而当温度降低时，则会发生收缩。

由于金属具有较高的线膨胀系数，在加热或冷却时容易发生体积变化，从而导致工件产生形状和尺寸上的变化。

2. 材料本身性能差异不同材料具有不同的线膨胀系数、弹性模量等物理特性，这些特性差异也会导致在同样条件下不同材料在加热或冷却时发生不同的形变。

3. 焊接残余应力在焊接过程中，由于热膨胀和收缩等原因，工件内部会产生残余应力。

这些应力会导致工件变形并且可能会影响其机械性能。

三、焊接变形的类型1. 直线型变形直线型变形是指焊缝沿着直线方向发生的变形。

这种变形常见于长条状或板材状工件上。

2. 弧形型变形弧形型变形是指焊缝沿着弧线方向发生的变形。

这种变形常见于圆环状或球体状工件上。

3. 扭曲型变形扭曲型变形是指焊接后工件整体扭曲或者局部扭曲的现象。

这种现象常见于薄壁管材或者异型工件上。

四、控制焊接变形的方法1. 设计合理的结构和加工方式在设计工件结构时，可以采取一些措施来减少焊接时产生的热膨胀和收缩。

例如，在设计过程中可以采用对称结构，减少单侧加热量；或者通过设置冷却装置来控制焊接区域的温度。

2. 选择合适的焊接工艺参数在焊接过程中，选择合适的焊接工艺参数也可以减少焊接变形。

例如，通过降低电流和增加电极间距来减少热输入量；或者采用脉冲焊接技术来控制热输入量。

3. 使用夹具和支撑物使用夹具和支撑物可以有效地减少焊件的变形。

在夹持过程中，应该注意夹紧力不要过大或过小，并且应该尽可能使得工件受力均匀。

4. 焊前预处理在进行焊接之前，可以采取一些预处理措施来减少变形。

焊接前后工件变形分析及解决方法

焊接件后工件变形分析焊接变形影响因素焊接变形的原因；由于焊接时局部加热膨胀作用和局部冷却时收缩作用造成的，即当局部加热膨胀时受到了未加热部分的压缩作用、和局部冷却收缩时受到了未加热部分牵拉作用。

所以经过焊接后的工件和材料本身就发生了尺寸的改变、形状的改变、和位置的改变。

焊接变形的方式：1、纵向应力变形：是指顺着焊缝方向发生的变形。

2、横向应力变形：是指在焊缝左右横向方面发生的变形。

3、弯曲变形：是指在焊缝垂直上下方向发生的变形。

焊接变形与内应力的关系:在钢板焊接时，当有较大热量输入量的情况下，1.板材越薄越容易产生较大变形，但板材内部的应力较小；2.板材越厚越不易产生变形，但板材内部可能存在较大应力；3.在板厚相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大，应力越多，越容易变形；4.焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵向、横向及角变形影响趋势是一致，且是主要的影响因素；减少或消除焊接内应力的主要措施从消除内应力原理上看：1.焊接时尽量减少热输入量和尽量减少填充金属。

2.阻焊结构应合理分配各个组单元，并进行合理的组队焊接。

3.位于构件刚性最大的部位最后焊接。

4.由中间向两侧对称进行焊接从设计角度看，防止措施：1.结构设计中尽可能减少不必要的焊缝2.结构设计中在保证结构承载能力条件下，尽量采用较小焊缝尺寸3.安排焊缝尽量对称于结构件截面中性轴从工艺角度看，焊接顺序的基本规则先焊对接焊缝，然后焊角焊缝或环焊缝；先焊短焊缝，后焊长焊缝；先焊对接焊缝，后焊环焊缝；当存在焊接应力时，先焊拉应力区，后焊剪应力和压应力区；操作者焊接前后减少或消除焊接内应力的主要措施1.预热法：构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。

焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减少焊接残余应力。

2.锤击：焊后用小锤轻敲焊缝及向邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力。

3.振动法：构件承受载荷应力达到一定数值，经过多次循环加载后，结构中的残余应力逐渐降低，即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。

焊接变形的控制方法

焊接变形的控制方法焊接变形是由于焊接过程中材料的热膨胀引起的，在焊接过程中热量会导致材料的膨胀和收缩，从而引起变形。

焊接变形对于焊接结构的质量和使用性能都有很大的影响，因此控制焊接变形是非常重要的一项工作。

控制焊接变形的方法主要包括预热、后热处理、焊接顺序、焊接变形补偿等。

1.预热：预热是在焊接前对被焊件进行加热处理，使得焊接前材料达到一定的温度，可以减少焊接时的温度梯度和热应力，从而减少变形的产生。

预热的温度和时间需要根据具体情况来确定，一般可以根据焊接材料的热导率和热膨胀系数来选择合适的预热参数。

2.后热处理：焊接后的热处理是对焊接过程中产生的残余应力进行释放和调整的过程，可以通过回火、退火等方式进行。

后热处理可以降低应力集中和残余应力，减少变形的发生。

3.焊接顺序：焊接顺序也可以对焊接变形进行控制。

一般情况下，从焊接开始的位置开始逐渐向外焊接，可以有效地减少热输入及焊接区域的温度梯度，从而减少变形的产生。

在多次焊接的情况下，可以采用分段焊接的方式，先焊接一部分，然后进行冷却和调整，再进行下一段的焊接，以减小变形的影响。

4.焊接变形补偿：焊接变形补偿是通过对焊接结构进行设计和调整来抵消变形的影响。

常用的方法包括设置补偿焊缝、预留补偿空隙、调整焊接位置等。

补偿焊缝可以在主焊缝旁边设置一条补偿焊缝，通过补偿焊缝的收缩来抵消主焊缝的变形。

预留补偿空隙可以在焊接前将两块待焊件间隔一定的距离，焊接完成后，补充材料会填充这个空隙，从而达到补偿变形的目的。

调整焊接位置指的是在焊接过程中根据变形情况进行调整和修正。

除了上述的控制方法，还可以采用焊接变形的仿真和模拟技术进行分析和优化。

通过建立数学模型和应力分析，可以对焊接过程中的变形进行预测和评估，从而确定最佳的焊接工艺参数和补偿措施。

总之，控制焊接变形是一项复杂而重要的工作，需要根据具体情况采取合适的方法和措施。

通过预热、后热处理、焊接顺序和焊接变形补偿等手段的合理运用，可以有效地控制焊接变形，提高焊接结构的质量和使用性能。