1-10 大型环形结构件焊接变形的分析及控制方法

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大型结构件的焊接变形控制

大型结构件的焊接变形控制摘要：大型焊接结构件在当今的工业生产领域中正得到越来越广泛的应用，而且对其自身的尺寸精度和形位公差提出了更高的要求。

本文从焊接变形产生的机理、原因、控制焊接变形所应采取的措施等方面进行了有益的探索，提出了9项措施减少焊接变形，并对焊后如何减少接头焊接应力、焊接变形矫正等方面提出解决方法。

关键词：焊接变形机理控制措施1 焊变形产生的机理众所周知，焊接过程是利用电弧热、物理热、化学热等热能将母材金属及焊材融化形成焊接熔池，熔池凝固从液相转变成固相的结晶过程，本质上是一个冶金过程。

焊接凝固和铸造凝固虽然都经历结晶成核、，长大的过程。

但前者是非平衡凝固，后者是平衡凝固，二者有很大区别。

（1）、焊接熔池体积小，冷却速度快。

其平均冷却速度高达100ºC/S，约为铸造的104倍。

所以焊缝金属中极易形成气孔、裂纹、夹杂、偏析等缺陷。

（2）熔池中的液态金属处于过热状态，熔池中心与边缘的液态金属温度梯度比铸造高103-104倍。

（3）熔池在运动状态下结晶，结晶前沿随热源同步移动，结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长，到焊缝中心区停止生长。

此区是杂质易聚集区。

（4）、母材融合线上存在大量现成表面，在半融化晶粒上形核后外生长成联生结晶。

表现出焊接熔池非均质形核的特点。

［1］焊接过程的这些特点使得结构件在焊接过程进行当中，当其局部受热时，因受其周围构件约束不能充分伸展，产生压应力；当其冷却时，因焊缝收缩而产生拉应力，使焊件产生弯曲变形。

故当焊接过程结束后，焊件内部既存在着压应力又存在着拉应力，既存在着弹性变形又存在塑性变形，焊缝内部因焊缝收缩产生压应力，焊缝周边的母材金属因受拉而产生拉应力。

可以说这些应力和应变的产生是不可避免的。

因此，我们应利用此机理对焊接结构件从结构设计、焊接工艺因素两个方面控制其对焊接变形的影响。

2 结构设计方面应注意的问题1）在结构许可的情况下尽量减少焊缝数量焊缝数量少，需要输入的焊接热能就小，焊接变形就会减小。

工程机械大型结构件焊接变形的原因及控制方法探讨_1

工程机械大型结构件焊接变形的原因及控制方法探讨发布时间：2022-09-08T05:44:29.709Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第9期作者：邓理才[导读] 在焊接过程中，由于温度场不均匀而引起的焊接工件形状和尺寸的变化称为焊接变形。

邓理才45011119900413****摘要：在焊接过程中，由于温度场不均匀而引起的焊接工件形状和尺寸的变化称为焊接变形。

随温度的变化称为焊接瞬时变形；焊件完全冷却到初始温度时的变化称为焊接残余变形。

本文中提到的工字钢和箱形梁，由于其优越的力学截面结构，在工程仪器中得到了广泛的应用，但这种焊接结构也是最容易产生焊接变形的。

本文以此类框架结构焊接为例，分析了焊接变形的原因、改善和控制方法。

关键词：工程机械；大型结构件；焊接变形；控制引言熔接过程中的不规则加热和冷却可能会导致熔接变形和剩馀应力，而过度变形可能会影响料件大小的精确度，甚至会导致组合错误，并大幅降低结构的负载能力。

因此，需要采取有效措施控制焊缝变形。

实际工程中用于减少焊缝变形的方法包括两大类:变形后修正方法和根据某些控制措施减少焊缝后变形的方法。

1.工程机械结构件焊接变形种类1.1收缩变形对于结构件的焊接施工来说，收缩变形是焊接变形的基础单元，结构件焊接施工后在焊缝的冷却过程本质上是液态向固态进行转化的一个过程，在此过程中会产生较大的焊接应力，焊缝本身也会出现体积缩小，导致焊接件外形尺寸会出现变小的现象。

简单结构件在进行焊接施工的过中经常会产生收缩变形，且大部分简单结构件的焊缝相对较少，焊缝方向基本保持一致，在焊缝冷却的过程中收缩方向也基本一致，在这种情况下，出现收缩变形会导致焊接件的外形尺寸产生较大变化。

1.2焊接工艺不合理结构件制作过程中一个重点和难点问题就是指定合理的焊接施工工艺，焊接工艺合理性不仅会对产品质量产生影响，而且也会对焊接施工效率造成影响。

结构件产生的很多焊接变形在很大程度上都与焊接工艺存在直接关联，例如，焊接工艺指定过程中的焊接设备选择、焊接参数指定、焊接顺序设计、选择焊接工装夹具等都是导致焊接变形的直接因素，因此，在针对大型结构件指定焊接工艺的过程中要对焊接施工工艺的选择进行充分考虑，对于焊接工艺设计人员来说，要想指定出合理的焊接施工工艺，不仅要具备丰富的理论知识，同时，还要具备丰富的焊接施工经验。

焊接变形产生原因及防止措施

1、手工锤击矫正薄板波浪变形的方法
• 手工锤击矫正薄板波浪变形的方法，见图11。图11a表示薄板原始的变形情况，锤击时锤击部位不能是突起的地方，这样结果只能朝反方向突出，见图11b，接着又要锤击反面，结果不仅不能矫平，反而要增加变形。正确的方法是锤击突起部分四周的金属，使之产生塑性伸长，并沿半径方向由里向外锤击，见图11c，或者沿着突起部分四周逐渐向里锤击，见图11d。
5、大面积不复合修补
• 若每块的堆焊面积过大时(大于150X150mm)，应采用分区堆焊，以避免热量过于集中而发生变形或裂纹。施焊前，将需要堆焊的部位划成正方形或三角形，每边长100～150㎜，避免热量过于集中，并在各堆焊区排定先后施焊次序，以跳焊方式施焊，使两个焊区尽量离得远些，避免热量过于集中，相邻区域焊逢的施焊方向，正方形的应互成90°，三角形的要互成60°。以减少应力集中。
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焊接变形产生原因及防止措施
3.8、利用反变形法来控制焊接残余变形
• 为了抵消焊接残余变形，焊前先将焊件向与焊接残余变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称为反变形法。(不锈钢和复合板对接)
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焊接变形产生原因及防止措施
四、公司目前的焊接修补情况
• 焊机电流调节指示标损坏，焊工不能根据操作规程电流施焊，都是根据个人喜好调节电流、电压进行施焊。
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焊接变形产生原因及防止措施
结束
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焊接变形产生原因及防止措施
• 散热法和冷焊法原理是一样的，就是减少热输入
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焊接变形产生原因及防止措施
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焊接变形产生原因及防止措施
3.5留余量法
• 留余量法此法即是在下料时，将零件的长度或宽度尺寸比设计尺寸适当加大，以补偿焊件的收缩。余量的多少可根据公式并结合生产经验来确定。留余量法主要是用于防止焊件的收缩变形。

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。

大型焊接结构件应力及变形控制工艺

大型焊接结构件应力及变形控制工艺摘要：为有效控制钢结构因焊件的不均匀膨胀和收缩而造成的焊接变形，对大型结构件焊接变形的种类和变形原因，焊接变形和焊接应力的各种影响因素进行分析，为了有效控制大型焊接结构件的焊接应力及变形、提高产品质量和合格率，提出了相应的控制措施。

关键词：大型结构件；焊接应力；焊接变形；控制工艺序言大型结构件在实际生产中是指体积庞大、自身质量大、由结构钢焊接而成的零部件，随着机械工业的发展，大型结构件在工业生产中被广泛应用。

在工程机械产品中，大型结构件是产品的骨骼．如挖掘机的中间架、履带架、斗杆、伸长臂和铲斗等都是由大量尺寸与规格不等的钢板焊接一起而成的结构件。

大多数结构件在焊后需经机加工才能使用．所以对焊接后的部分尺寸精度和位置精度的要求比较高。

但是由于生产时焊缝比较多，且结构复杂、焊接量较大，容易发生扭曲变形，如果变形量不能控制在一定的范围内，则3组销轴孔在镗削加工时就会因没有余量而无法加工，造成产品报废。

因而，急需采用合理的方法予以控制。

1焊接应力与变形产生的原因影响焊接应力与变形的因素很多，如焊件受热不均匀焊缝金属的收缩金相组织的变化及焊件刚性与拘束的影响，其最根本原因是焊件受热不均匀。

在焊接过程中，对焊件进行局部不均匀加热，焊后金属冷却沿焊缝收缩时，受到焊件低温部分的阻碍，因此整个工件纵、横向尺寸有一定量缩短。

如果在焊接过程中，焊件能够较自由的伸缩，则焊后焊件的变形较大，而焊接应力较小；反之，如果焊件厚度或刚性较大不能自由伸缩，则焊后变形较小而焊接应力较大。

圆筒形工件环焊缝焊接以后产生切向焊接应力，其应力大小与圆简直径D、工件厚度6有关，直径越大，厚度越厚则焊接应力也越大。

1.1 加热时引起应力与变形的原因1.1.1 均匀加热时的应力与变形受约束的杆件，如果加热温度较低，材料的变形在弹性范围内，则在加热过程中杆件的变形全部为弹性变形，杆件存在压应力的作用。

受约束杆件的变形属于非自由变形，既存在外观变形，也存在内部变形。

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。

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。

大型结构件焊接变形的控制方法.

大型结构件焊接变形的控制方法大型结构件在实际生产中是指体积庞大、自身质量大、由结构钢焊接而成的零部件，随着机械工业的发展，大型结构件不仅在工业生产中被广泛应用，而且对其尺寸精度和形位公差提出了更高的要求。

本文从焊接变形产生的机理角度进行探索，提出了减少焊接变形的措施，并对焊后减少焊接应力、焊接变形矫正等方面提出有效的解决方法。

图1：大型结构件一、焊接变形产生的机理众所周知，焊接过程是利用电弧热、物理热、化学热等热能将母材金属及焊材融化形成焊接熔池，熔池凝固从液相转变成固相的结晶过程，本质上是一个冶金过程。

焊接凝固和铸造凝固虽然都经历结晶成核、长大的过程。

但前者是非平衡凝固，后者是平衡凝固，二者有很大区别。

1、焊接熔池体积小，冷却速度快。

其平均冷却速度高达100ºC/S，约为铸造的104倍。

所以焊缝金属中极易形成气孔、裂纹、夹杂、偏析等缺陷。

2、熔池中的液态金属处于过热状态，熔池中心与边缘的液态金属温度梯度比铸造高103-104倍。

3、熔池在运动状态下结晶，结晶前沿随热源同步移动，结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长，到焊缝中心区停止生长。

此区是杂质易聚集区。

4、母材融合线上存在大量现成表面，在半融化晶粒上形核后外生长成联生结晶，表现出焊接熔池非均质形核的特点。

焊接过程的这些特点使得结构件在焊接过程进行当中，当其局部受热时，因受其周围构件约束不能充分伸展，产生压应力；当其冷却时，因焊缝收缩而产生拉应力，使焊件产生弯曲变形。

可以说这些应力和应变的产生是不可避免的。

因此，我们应利用此机理对焊接结构件从结构设计、焊接工艺因素两个方面控制其对焊接变形的影响。

二、结构设计方面应注意的问题1、在结构许可的情况下尽量减少焊缝数量焊缝数量少，需要输入的焊接热能就小，焊接变形就会减小。

有关焊接结构件焊接变形的原因及控制方法

有关焊接结构件焊接变形的原因及控制方法摘要：关于对焊接变形的讨论和改进研究对大型的焊接结构件的制造，如：轨道车辆转向架;钢、铝合金结构的车体等的制造具有十分重要的意义和价值。

关键词：焊接结构;焊接变形;分析原因一、焊接结构件变形分类焊接结构件变形的原因有很多，其中就包括母材的材质导致的变形、填充材料导致的变形、焊接方法不娴熟或者方法不正确导致的变形、焊接参数（WPS文件参数）导致的变形、焊接顺序不正确导致的变形还有冷却时间及焊接过程中是否有约束等问题导致的焊接结构件变形等原因，但是这些原因归根结底是由于焊接残余应力造成的，而焊接结构变形又可以分为以下几类二收缩变形—其包括垂直于焊缝方向引起的横向收缩和焊缝方向引起的纵向收缩;弯曲变形—这个包括由于横向收缩引起的弯曲变形和由于纵向收缩引起的弯曲变形;扭曲变形—构件绕自身轴线的扭曲;波浪边形—波浪变形时由于薄板焊接产生残余压缩应力使得构件出现因为压缩而形成的。

二、焊接变形的形成及将导致的后果1.焊接热过程是一个十分复杂的问题，在实施焊接作业时，焊接工艺选择的合理性与否，可能导致工件整体受热不均匀问题突出，从而造成工件内部应力分布不均匀、工件变形严重，无法正常使用。

（1）焊接热过程的局部性或不均匀性。

多数焊接过程都是进行局部加热的，只有在热源直接作用下的区域受到加热，有热量输入，其他区域则存在热量损耗。

受热区域金属熔化，形成焊接熔池，这种局部加热正是引起焊接残余应力和焊接变形的根源。

（2）焊接热过程的瞬时性。

由于在金属材料中热量的传播速度很快，焊接时必须利用高度集中的热源。

这种热源可以在极短的时间内将大量的热量由热源传递给工件，这就造成了焊接热过程的时变性和非稳态特性。

（3）焊接热源的相对运动。

由于焊接热源相对于工件的位置不断发生变化，这就造成了焊接热源的不稳定性。

2.工件在没有外力作用的条件下，存在平衡于物体内部的内应力。

在进行焊接作业的工件上，工件受热后会膨胀，冷却后会收缩，温度的变化使工件产生变形，克服这种变形产生了平衡于工件的热应力，这种热应力是由于工件不均匀加热引起的。

焊接变形原因及预防措施

圆筒体对接焊缝焊接顺序
5）长焊缝（1m以上）焊接时，可采用下图所示的方向和顺序进行焊接，以减小其焊后的收缩变形。
（5）合理地选择焊接方法和焊接工艺参数
非对称截面结构的焊接
（6）热平衡法
（7）散热法
采用热平衡法防止焊接变形
散热法示意图
三、矫正焊接变形的方法
1. 手工矫正法 2. 机械矫正法
机械矫正法矫正梁的弯曲变形
第三节焊接残余应力
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一、焊接应力与变形的基本知识
1. 变形
物体在外力或温度等因素的作用下,其形状和尺
寸发生变化 2. 应力
存在于物体内部的、受外力作用或其他因素引起物体内部之间相互作用力，叫做内力。物体单位截面积上的内力叫做应力。
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3.焊接应力与焊接变形
焊接应力是焊接过程中及焊接过程结束后，存在于焊件中的内应力。由焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。
T形接头的角变形
3. 弯曲变形
弯曲变形是由于焊缝的中心线与结构截面的中性轴不重合或不对称、焊缝的收缩沿焊件宽度方向分布不均匀而引起的。
（1）纵向收缩引起的弯曲变形
焊缝的纵向收缩引起的弯曲变形
（2）横向收缩引起的弯曲变形
焊缝的横向收缩引起的弯曲变形 4. 波浪变形
波浪变形常发生于板厚小于6mm的薄板焊接
（1）整体热处理
（2）局部热处理 2. 机械拉伸法
3. 温差拉伸法
“温差拉伸法”消除残余应力示意图
4. 锤击焊缝
5. 振动法
六、焊接残余应力的测定
1. 机械方法
（1）切条法
（2）钻孔法
2. 物理方法
（1）磁性法
（2）X射线衍射法

工程机械大型结构件焊接变形控制方法

工程机械大型结构件焊接变形控制方法【摘要】本文就结合工程机械中的一些典型零部件的生产，对大型结构件的焊接变形种类与原因进行分析，并提出一些有效的控制变形的方法。

【关键词】大型结构件：焊接变形：控制方法1 焊接变形的种类在实际生产过程中，结构件的焊接变形主要有收缩变形、弯曲变形和扭曲变形。

具体焊接件会出现哪种变形，与焊接件的结构、焊缝布置、焊接工艺及应力分布等因素有关。

（1）收缩变形收缩变形是焊接变形的基本单元，焊缝的冷却过程是焊缝由液态转化为固态的过程，转化的过程中将产生焊接应力和焊缝体积缩小的现象，从而导致焊后焊接件外形尺寸减小。

收缩变形主要发生在简单结构的焊接件焊接中，由于焊缝少、焊缝的方向基本一致，使得各条焊缝收缩的方向一致，焊后仅出现收缩变形，使得焊件外形尺寸减小。

（2）弯曲变形弯曲变形是由多条焊缝的内应力和收缩变形结合的最终结果，多发生在焊接件外形细长且横截面的上下尺寸相差较大或焊缝分布不对称，以及焊接次序不合理的焊接件的生产中。

如工程机械的履带架、挖掘机斗杆的焊接，主要出现的是弯曲变形。

(3)扭曲变形扭曲变形是大型结构件焊接中最突出的焊接变形，由于大型结构件多数是框架式结构，焊缝布置不对称、板件尺寸不均匀、焊缝布置无规律，致使焊缝内应力的方向不一致、大小不均匀。

焊件变形的位置与方向难以预测，最终呈现扭曲变形。

如挖掘机的铲斗、摊铺机的熨平板，其焊后主要产生的是扭曲变形。

2 焊接变形产生的原因焊接变形不仅影响产品的外观和使用，过大的变形量还会导致焊件的报废，而造成直接的经济损失，这种现象在大型结构件的焊接中更为突出。

要想有效地控制焊接变形，前提是必须要找到焊接变形的原因所在，然后才能采取相应的控制方法。

焊接变形的原因比较复杂，主要有焊接应力影响、结构设计不合理、工艺制定不合理等因素。

（1）焊接应力：焊接应力是焊接变形的根源，每条焊缝都会产生一定大小和方向的焊接应力，焊缝结构越复杂，结构件焊接时产生的焊接应力大小、方向就越难以预测。

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工业结构件制造中普遍采用的一种连接方式。

焊接结构件的连接方式具有强度高、安全可靠等优点，同时还能够实现工件的呈现美观、外观整洁等特点。

但是，焊接结构件的制造过程中，焊接变形是一个必须要面对的问题。

焊接变形是焊接过程中焊接部位产生的塑性形变，是热应力的结果。

焊接变形对结构件造成的影响是很大的。

因此，在焊接结构件的制造过程中，必须要对焊接变形进行有效控制。

本文将从以下几个方面进行分析。

一、焊接变形的原因1. 热应力：焊接过程中，焊接处的温度会上升。

当焊接部分的温度不均匀时，会产生热应力，使得结构件发生塑性变形。

2. 冷却收缩：焊接完成后，结构件会因为自身的温度和环境的温度差异而发生冷却收缩。

在焊接过程中，这种冷却收缩会导致结构件产生变形。

1. 焊缝变形：在焊接过程中，焊接处的几何形状会发生改变，形成焊缝变形。

焊缝变形是焊接变形中比较普遍的一种。

2. 焊接变形：焊接过程中，结构件整体会因为受到一定的热应力而发生变形。

这种变形比较明显，也比较难以控制。

三、焊接变形的控制方法1. 控制焊接过程中的温度：在焊接过程中，温度的均匀分布是非常重要的。

可以采用预加热或者定时加热等方法，使焊接部位的温度均匀分布，从而减小热应力的产生。

2. 控制焊接结构件的位置：在焊接结构件时，具体位置需要根据结构件的特点、要求来进行选择，以尽量减小焊缝变形和焊接变形。

3. 控制焊接过程中施加的力量：在焊接过程中，为了保证焊接处的稳定性和良好的焊接质量，会施加一定的力量。

但是，力量过大或者不均匀会导致结构件变形。

需要掌握好力度的大小和均匀性。

4. 采用适当的焊接方式：对于不同的焊接结构件采用不同的焊接方法，如MIG焊、TIG焊、点焊等，可以减小焊接变形的影响，提高结构件的质量。

总之，要控制焊接变形，需要先了解其产生原因，然后采取相应的控制措施。

在实际的焊接结构件制造中，要多做积累、多进行试验，不断完善控制焊接变形的方法，提升焊接结构件的品质。

钢结构控制焊接变形的十大措施

钢结构控制焊接变形的十大措施在钢结构工程建设中，由于焊接变形直接影响钢构件、钢结构的安装及其使用功能。

并因承载时产生了附加的弯矩、次应力等而间接影响钢结构工程的使用性能，所以焊接变形的控制是很重要的。

根据焊接变形产生原因和影响因素，可以采取以下控制变形的错施:1.减小焊缝截面积:在得到完好、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口的尺寸(角度和间隙)。

2.对于屈服强度345MPa以下，淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热、层间温度:优先采用热输人较小的焊接方法、如CO2气体保护焊。

3.厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。

4.在满足设计要求情况下，纵向加强板和横向加劲肋的焊接可采用间断焊接法。

5.双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。

6.T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。

7.采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。

8.采用刚性夹具固定法控制焊后变形。

9.采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形，如H型钢纵向焊缝每米长可预留0.5mm-0.7mm，每对横筋对应的型钢长度可预留0.5mm、采用预留周长法补偿圆柱管构件的焊缝纵向及横向收缩变形，如板厚大于10mm时，每个纵向及环向焊缝均预留2.0mm周长。

10.对于长构件的扭曲，主要靠提高板材平整度和构件组装精度，使坡口角度和间隙准确，电弧的指向或对中准确，以使焊缝角变形和翼板及腹板纵向变形值沿构件长度方向一致。

11.设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸;合理布置焊缝，除了要避免焊缝密集以外，还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴，并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。

12.在焊缝众多的构件组焊时或钢结构工程安装时，要采取合理的焊接顺序。

焊接变形的控制与矫正改进焊接设计——（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。

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。

焊接结构件焊接变形控制措施

焊接结构件焊接变形控制措施[导读]作为作为现代机械制造工程中的一种加工制造工艺,焊接的重要地位不断十分重要,摘要：作为作为现代机械制造工程中的一种加工制造工艺,焊接的重要地位不断十分重要,而且它的科学价值观和意义也是十分巨大的,现实中由于机械焊接工程应力过大导致的机械焊接工程变形等,则可以导致每年造成近千万元的经济损失,这也是在现代机械制造中我们不可避免却又不得不不可避免的一个重大技术问题,因此,研究并积极探讨和提出关于防止机械焊接工程结构件脱焊变形的各种预防措施也就具有很重要的理论价值和实际意义。

关键词:焊接结构;焊接部变形;原因分析1影响结构焊接变形的因素1.1焊接方法及其工艺规范的影响钢结构产品制造时一般的电弧焊接操作方法有理想电弧自动连接焊、手工使用电弧焊和人工co}使用气体加热保护自动焊。

不同的钢在焊接处理方法中所产生的焊接热量不同,造成的焊接变形也不同。

同一工艺焊接零件方法中,由于不同焊接零件工艺使用规范的不同所可能产生的不同焊接零件变形也不同。

钢结构在焊接施工下焊前必须要首先制定一套焊接作业工艺指导评定作业指导书面并进行工艺指导作业焊接,同时对焊接作业周围环境的通风温度和空气湿度都应该有一定要求。

1.2结构刚度的影响刚性能力是义泛指连接焊件本身抵抗外力变形的运动能力,它与影响焊件焊接材质、焊件焊接截面整体形状和焊件尺寸等因素有关。

结构件的刚性越大,则能够阻止连接焊缝焊点及其附近发生热应力变形的焊接能力越强,焊接时热变形就越小。

反之,若焊件的焊接刚性越小,则接件焊接面的变形就越大。

在螺筋钢结构焊接刚度较小时,焊接重心接缝不形成对称横向分布,在没有施工电焊焊接程序工艺步骤正确合理的特殊情况下,只会直接产生一个线性角的缩短缩长变形;但是当此时焊接重心接缝不对称横向分布,焊缝重心收缩与焊接重心之间就会有一定距离导致使焊接截面重心向上弯曲时就会直接产生弯曲缩短变形;在没有施工接焊工艺程序合理的特殊情况下,焊缝中心截面上的中心与其在接头中央截面上的中心在同一样的方位上,只是会产生一个线性角的缩短;焊缝中心截面上的中心节点偏离了在接头中心截面上的中心位置时会直接产生线性角缩短变形。

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。