焊接残余变形的控制措施

控制焊接残余变形的七大工艺措施1、利用反变形法控制焊接变形为了抵消和补偿焊接变形，在焊前进行装配时，先将工件向与焊接变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称为反变形法。

反变形法是生产中最常用的方法，通常适用于控制焊件的角变形和弯曲变形。

2、用刚性固定法控制焊接变形利用夹具、支撑、专用胎具、定位焊等方法来增大结构的刚性，减小焊接变形的方法称为刚性固定法。

刚性固定法简单易行，是生产中常用的一种减小焊接变形的方法。

生产中常用刚性固定配合反变形来控制焊接变形。

3、选择合理的装焊顺序控制焊接变形同一焊接结构，采用不同的装焊顺序，所引起的焊接变形量往往不同，应选择引起焊接变形最小的装焊顺序。

一般采取先总装后焊接的顺序，结构焊后焊接变形较小。

4、选择合理的焊接顺序控制焊接变形当焊接结构上有多条焊缝时，不同的焊接顺序将会引起不同的焊接变形量。

合理的焊接顺序是指：当焊缝对称布置时，应采用对称焊接；当焊缝不对称布置时，应先焊焊缝小的一侧。

此外，采用跳焊法、分段退焊法等控制焊接变形均有较好的效果。

5、散热法散热法又称强迫冷却法。

就是把焊接处热量散走，使焊缝附近的金属受热面大大减小，达到减小变形的目的。

散热法有水浸法和散热垫法。

6、锤击法利用锤击焊缝使焊缝延伸，就能在一定程度上克服由焊缝收缩所引起的变形。

例如，薄板对接焊后会产生波浪变形，就可以用锤在焊缝长度方向上对焊缝进行锤击来克服其变形。

7、选择合理的焊接方法选用能量比较集中的焊接方法如CO2气体保护焊、等离子弧焊来代替气焊和手工电弧焊进行薄板焊接，可减小变形量。

文章来源：网络。

焊接变形控制措施1. 引言焊接是常见的金属连接工艺，它在制造业中起着重要的作用。

然而，焊接过程中会产生热量，导致工件变形。

焊接变形不仅会影响工件的外观，还可能导致尺寸偏差、失配和应力集中等问题。

因此，为了控制焊接变形，需要采取一系列措施来减少其影响。

本文将介绍焊接变形的控制措施，包括减少焊接热输入、优化焊接顺序和采用辅助支撑等方法。

这些措施可以帮助工程师在焊接过程中有效控制变形，提高焊接质量。

2. 减少焊接热输入焊接热输入是导致焊接变形的主要原因之一。

当焊接电流和电压较高时，焊接过程中产生的热量也较大，会使焊接接头局部加热，导致热膨胀引起变形。

因此，减少焊接热输入是一种常用的焊接变形控制措施。

以下是减少焊接热输入的方法：•降低焊接电流和电压：通过调节焊接电流和电压的大小，可以控制焊接热输入的大小。

降低电流和电压可以减少焊接过程中的热量产生，从而减少变形的可能性。

•采用脉冲焊接技术：脉冲焊接技术可以使焊接电流周期性变化，从而降低焊接热输入。

这种技术可以减少焊接热量和热膨胀，有效控制焊接变形。

•使用预热和间歇焊接：在焊接之前，可以对焊接接头进行预热，以提高材料的可塑性和焊接质量。

间歇焊接是指在焊接过程中，将焊接接头暂停冷却一段时间，再继续焊接。

这种方法可以有效控制焊接热输入，减少变形。

3. 优化焊接顺序焊接顺序是影响焊接变形的另一个重要因素。

不同焊接顺序会导致不同的温度梯度和热应力，进而影响变形的大小和方向。

因此，优化焊接顺序是控制焊接变形的一项重要措施。

以下是优化焊接顺序的方法：•从焊接应力较小的区域开始焊接：焊接过程中，焊接接头会受到热应力的影响，从而引起变形。

通过从焊接应力较小的区域开始焊接，可以减少焊接接头受力不均匀引起的变形。

•分割大尺寸焊接接头：对于大尺寸的焊接接头，可以将其分割成若干个小接头进行焊接。

这样可以减少焊接接头的热输入，降低焊接变形的风险。

•控制焊接速度和温度：在焊接过程中，合适的焊接速度和温度可以减少焊接接头的热输入，进而减少焊接变形。

影响焊接应力和焊接变形的因素及控制措施摘要：本文主要探讨了电站管道焊接过程中常见的焊接变形和焊接应力产生的主要因素，以及焊接变形和焊接应力的控制措施，希望对以后的焊接工作有一些帮助。

关键词：焊接变形，焊接应力，热循环，焊接工艺，控制目前火力发电朝着大容量机组发展，来满足日益增长的用电需求和达到节能减排的重要目标。

而在火电建设事业中，焊接技术成了一个关键的课题。

在施工过程中，由于焊接产生的焊接变形和残余应力，严重影响着工程的质量、安装进度和使用性能。

增大了电厂运行的安全隐患。

因而，急需分析其产生的原因，并积极采用合理的方法予以控制。

焊接过程实际上是在焊件局部区域加热后又冷却凝固的热循环过程，由于不均匀的温度场，导致焊件不均匀的膨胀和收缩，从而使焊件内部产生焊接应力并引起焊接变形。

焊接应力与变形对接头的性能有着较大影响，使得焊件强度、韧性下降。

因此将对焊接变形产生原因及其影响因素进行分析，针对不同的焊接施工过程特点，采取不同的措施进行处理，以达到降低或消除焊接变形的目的。

1、影响焊接变形的因素及控制措施1.1焊缝截面积的影响焊缝截面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵向，横向的影响趋势是一致的，而且是主要的影响。

因此，在壁厚相同时，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焊接方法和焊接工艺参数的影响不同焊接方法引起的收缩量也不同。

当焊件的厚度相同时，单层焊的纵向收缩比多层焊收缩大，这是因为多层焊时，先焊焊道冷却后阻止了后焊焊道的收缩。

焊接工艺参数的影响主要为线能量。

一般规律是，随着线能量的增加，压缩塑性变形区扩大，因而收缩量增大。

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

在电站管道焊接中，接头形式一般是对接接头并且是单面焊双面成型。

控制焊接残余应力的措施1．如何利用合理的焊接顺序和方向来控制焊接残余应力1）先焊变形收缩量较大的焊缝，使基能较自由地收缩。

如一个带盖板的双工字钢构件见图14，由于对接焊缝的收缩量大于角焊缝的收缩量，所以应先焊盖板的对接焊缝1，后焊盖板和工字梁之间的角焊缝2。

2）先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝。

如一拼板结构见图14b，应先焊焊缝1、2，后焊焊缝3。

如相反，则由于焊缝1、2的横向收缩受到限制，将产生很大的拉应力。

3）先焊在工作时爱力较大的焊缝，使内应力合理分布，见图14c。

在接头两端留出一段翼缘角焊缝不焊，先焊受力最大的翼缘对接焊缝1，然后再焊腹板对接焊缝2，最后焊翼缘预留的角焊缝3。

这样，焊后可使翼缘的对接焊缝承受压应力，腹板对接焊缝承受拉应力。

角焊缝留在最后焊可以保证腹板对接焊缝有一定的收缩余地，同时也有利于在焊接翼缘对接焊缝时，可以采取反变形措施来防止产生角变形。

2. 如何利用降低结构局部刚度来控制焊接残余应力？结构的刚度增加时，焊后的残余应力将显著加大。

因此，在条件许可时，焊前采取一定的工艺措施，将焊接区域的局部刚度降低，将有效地减少焊接残余应力。

如一镶块结构的焊件，由于焊缝呈封闭形刚度较大，见图15。

为减少焊接区域的局部刚度，可以将平板少量翻边（图15a），或将镶块压凹（图15b），焊接时由于焊缝能自由收缩（将平板或镶块拉平），使残余应力大为减少。

3.如何利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力？焊接残余应力产生的根本原因是，由于焊缝在冷却过程中的纵向收缩和横向收缩，因此焊后利用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力，据测定，利用锤击法可使应力减少1/2～1/4。

进行锤击焊缝时，焊件温度应当维持在100～150℃之间或在400℃以上，避免在200～300℃之间进行，因为此时金属正处于蓝脆性阶段，若锤击焊缝容易造成断裂。

多层焊时，除第一层和最后一层焊缝外，每层都要锤击。

第一层不锤击是为了避免产生根部裂纹，最后一层焊缝通常焊得很薄，主要是为了消除由于锤击而引起的冷作硬化。

如何预防和消除焊接残余变形摘要：焊接残余变形的存在，会影响产品生产工艺流程的正常进行，降低产品的承载能力，使产品的尺寸精度和外形达不到设计和使用的要求。

因此，本文从焊接残余变形的种类、变形特点、如何控制及预防等方面，对焊接残余变形的相关知识点，进行了归纳总结。

帮助学生更好地理解和掌握相关知识，为今后的工作打下良好的理论基础。

关键词：焊接残余变形变形种类产生原因消除方法焊接变形和焊接应力同时存在于焊接结构中，焊接残余变形的存在，不仅会影响产品生产工艺流程的正常进行，使产品达不到设计和使用的质量要求，严重时还会使产品产生报废。

因此，理解和掌握生产过程中，产品的变形种类、变形特点、预防和消除的方法在保证产品质量方面，就显得尤为重要。

一、焊接残余变形的种类及影响因素：在焊接结构中，我们按焊接变形对整个结构产生的影响程度，可将焊接变形分为二大类，即整体变形和局部变形。

整体变形通常包括纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形和扭曲变形。

局部变形通常包括角变形和波浪变形。

焊接变形的基本形式主要有：收缩变形、角变形、波浪变形和扭曲变形。

其中，收缩变形是在焊接过程中最容易出现的。

1、收缩变形焊件尺寸在焊后缩短的现象称为收缩变形。

它分为纵向收缩变形和横向收缩变形。

1）、纵向收缩变形即沿着焊缝轴线方向上尺寸的收缩。

产生的主要原因是由于焊缝及其附近区域在焊接高温的作用下产生纵向的压缩塑性变形，待焊件冷却后，这些纵向的压缩塑性变形导致焊件沿焊缝长度方向尺寸缩短，即产生了纵向收缩变形。

影响纵向收缩变形的因素主要有构件的长度、截面积、焊接方向、焊接方法、焊接热输入及焊接工艺，其中，最重要的是焊接热输入。

2）、横向收缩变形沿垂直于焊缝轴线方向上尺寸的收缩现象称为横向收缩变形。

产生的主要原因是因为热源附近高温区金属的热膨胀受到约束，产生了塑性应变，熔池凝固后焊缝附近金属开始降温而收缩。

另一方面是焊缝本身的收缩，但其较小，仅占横向收缩总量的10%左右。

中国科技期刊数据库 科研2015年21期 29关于焊接反变形控制的方法李萌浩1李文勇21.长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 0710002.河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000摘要：零件或者产品等，焊接过程中会有几率发生变形现象的，也就指的是焊接残余变形，而在焊接残余变形现象中，产生的因素涉及的内容是有很多的，比如焊件的外观和形状、其尺寸不同、焊件的结构等，都会引发焊件产生变形。

关键词：焊接；反变形；控制 中图分类号：TG404 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)21-0029-021 焊接变形的主要形式还接变形的形式很多，主要集中在收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形等。

1.1 焊接材料因素焊接材料和母材料的材质对焊接变形都会产生影响，通常来说，焊接材料和母材料均为金属制品，金属特有的热物理性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。

材料的热传导系数将直接决定焊接变形，一般热传导系数越大，温度梯度越小，对焊接变形的影响越小。

材料的力学性能中热膨胀影响最为显著，另外材料在高温区的屈服极限和弹性模量也会影响焊接的质量。

1.2 焊接结构因素焊接变形的影响因素中影响最大的是焊接结构的设计，也是最复杂的因素。

其总体原则是随拘束度的增加，焊接残余应力增加，而焊接变形则相应减少。

焊接时，结构工件本身的拘束度是随着焊接的进行而不断变化的，一般来说，结构非常复杂时，其自身的拘束度作用在焊接过程中的主导作用将非常显著，结构本身在焊接过程中，其拘束度随复杂程度增加。

通常在设计焊接结构时，需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性，这会造成工作了的加大和焊接变形分析的难度。

1.3 焊接工艺因素相对于焊接材料和焊接结构等因素来说，焊接工艺对焊接变形的影响要复杂多样些，其影响方面也更多样化。

焊接工艺对焊接变形的影响方面包括焊接方法、焊接输入电流电压量、构件的定位、固定方法、焊接顺序、焊接胎架、夹具的应用等。

防止和减少焊接残余变形与应力的措施随着现代制造业的发展，焊接在各行各业中扮演着至关重要的角色。

无论是航空航天、汽车制造还是建筑工程，在这些领域中，焊接都是不可或缺的连接工艺。

然而，随之而来的焊接残余变形与应力问题也愈加引起人们的关注。

焊接过程中产生的残余变形与应力，不仅会影响工件的外观质量，还可能引发裂纹和变形等问题，严重影响其使用性能和寿命。

如何有效地预防和减少焊接残余变形与应力，成为了焊接工艺中的重要课题。

1.选材：材料的选择对于焊接残余变形和应力的控制至关重要。

在焊接过程中，通常会选择具有较高熔点和较小线膨胀系数的材料，以减少焊接时热影响区的热变形；还应根据实际情况选择合适的填充材料。

2.焊接方式：合理选择焊接方式是减少焊接残余变形和应力的关键。

一般来说，采用低热输入、低变形的焊接方式，例如脉冲焊、激光焊等，能够有效降低焊接工件的残余变形和应力。

3.焊接顺序：合理规划焊接顺序也是减少残余变形和应力的重要手段。

通常情况下，应该首先焊接边缘，然后逐渐向内焊接，以减少焊接区域的热输入，降低残余变形和应力。

4.预热和后热处理：在一些情况下，通过预热和后热处理也能有效减少焊接残余变形和应力。

预热能够降低材料的硬度，减少焊接残余应力；后热处理则能够通过回火或退火处理，消除残余应力，提高焊接接头的韧性和稳定性。

5.夹具和辅助装置：采用合理的夹具和辅助装置也能有效减少焊接残余变形和应力。

夹具的设计应在尽量避免约束工件的能够保证焊接接头的稳固性；而辅助装置则可以提供额外的支撑，减少工件在焊接过程中的变形。

总结回顾：在焊接工艺中，预防和减少焊接残余变形与应力是至关重要的。

通过合理选材、焊接方式、焊接顺序、预热和后热处理、夹具和辅助装置等措施，可以有效控制焊接过程中的残余变形和应力，保证焊接接头的质量和稳定性。

个人观点：作为焊接工艺的重要环节，防止和减少焊接残余变形与应力对于提高焊接接头的质量和稳定性至关重要。

焊接残余变形的矫正方法
焊接残余变形就像个调皮的小怪兽，得想办法降服它。

那有啥办法呢？机械矫正法了解一下！用压力机、千斤顶啥的对变形部位进行矫正，就像给小怪兽来一记重拳。

步骤嘛，先确定变形位置，然后选择合适的工具，慢慢施加压力。

注意可别用力过猛，把工件给整坏喽！这方法安全不？只要操作得当，还是挺稳当的。

应用场景可多了，比如钢结构建筑。

优势就是速度快，效果明显。

就好比你要盖个大楼，焊接变形了，用机械矫正法，很快就能让结构恢复正常，多棒啊！
还有火焰矫正法呢！像个神奇的魔法。

用火焰加热变形部位，让它冷却收缩来矫正。

先找到关键部位加热，控制好温度和加热时间。

这可得小心，别把工件给烤糊了。

安全性咋样？只要经验丰富，没啥大问题。

它适用于各种金属工件，优势是比较灵活。

想想看，就像驯服一匹野马，得有技巧。

咱再说说实际案例。

有个大工程，焊接后变形严重，用了机械矫正法和火焰矫正法结合，哇塞，效果那叫一个好。

工件变得规规矩矩，就像被施了魔法一样。

焊接残余变形不可怕，只要方法得当，就能轻松搞定。

咱就得勇
敢面对这个小怪兽，用各种方法把它驯服，让焊接工件变得完美无缺。

焊接残余应力的产生原因及控制方法的总结摘要：焊接应力是焊接构件产生裂纹和变形的主要因素，对焊接质量影响较大。

因此，理解和掌握焊接残余应力的产生原因及控制方法，就显的非常重要。

本文对焊接残余应力的产生对结构的影响、焊接残余应力的预防及焊接残余应力的消除方法，进行了全面的归纳和总结，为学生能更好地理解和掌握焊接残余应力的相关知识，起到了一定的帮助作用关键词：焊接应力产生原因控制方法焊件在焊接过程中，由于受到了不均匀的局部加热和冷却，使焊件产生了不均匀的体积膨胀和收缩，导致焊件内部产生了焊接残余应力，而焊接残余应力又是产生裂纹和变形的主要因素。

因此，为让学生能够真正理解和掌握焊接残余应力产生的原因、焊接残余应力对焊件产生的影响及如何减少和消除焊接残余应力等内容，帮助学生为今后从事焊接工作打下良好的理论基础。

下面就焊接残余应力的相关知识，进行归纳和总结。

一、焊接残余应力的产生1、焊件在焊接过程中，其焊缝高温区的膨胀受到了周边低温区的限制与挤压，使高温区域产生局部压缩塑性变形，当焊件在冷却过程中，受到局部压缩产生塑性变形的金属由于不能自由收缩，而受到低温区的拉伸，这时，焊件中就产生了一个与焊件加热时产生的应力方向相反的应力，即焊接残余应力，又称温度应力。

2、焊缝在高温向低温的冷却过程中，焊缝金属会发生二次相变，这种二次相变，会引起金属材料组织的变化，从而产生体积的变化，在焊接接头区域产生了应力，又称相变应力。

3、在焊接过程中，如对焊件采用刚性固定，那么，焊接后焊件变形减少，但应力却增加。

反之，要使焊件残余应力减少，其变形量就要有一定的增加。

但焊接应力与变形在一定条件下，都将影响到焊件的质量。

所以，应力和变形要合理控制好。

4、焊接材料的屈服强度、导热系数、线膨胀系数、密度、比热容、焊件的形状与尺寸、焊接方法和焊接工艺等因素，对焊接残余应力的分布和大小都将产生较大的影响。

二、焊接残余应力对焊件结构产生的影响1、对焊件结构刚度产生的影响当焊件某个区域所受的应力达到屈服点时，这一区域部分的金属材料就会产生局部塑性变形，无法再承受外载荷，从而导致焊接结构的有效截面减少，使焊接结构的刚度降低。

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。

焊接残余变形的控制措施摘要焊接残余变形是焊后残存于结构中的变形，是焊接结构生产过程中常常出现的问题。

通过正确的施工，可以减少焊接残余变形。

关键词焊接残余应力残余变形措施1 前言在焊接结构生产过程中，焊接残余变形是经常出现的问题。

焊接残余应力和变形是形成各种焊接裂纹的重要因素，它在一定条件下还会严重影响焊件的强度、刚度、受压时的稳定性、加工精度和尺寸稳定性等等。

为此，采取相应措施以控制焊接变形是十分必要的。

2 焊接残余应力和残余变形的成因钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场，焊缝及附近的温度最高可达1600℃以上，由焊缝临近区域向外，温度急剧下降。

不均匀温度场有导致不均匀膨胀的趋势，但施焊后的钢材已经连接成整体，低温区对高温区的变形产生约束，使高温区产生热塑压缩变形，未达到热塑温度的高温区则会产生热压应力，低温区则产生拉应力。

在冷却过程中，低温区先冷却，其收缩变形不受约束，而高温区冷却较慢，后冷却区域的收缩变形将受到先冷却区域的约束，因而使高温区产生拉应力，相反，低温区则产生相应的压应力。

在无外界约束的情况下，焊件内的拉应力和压应力自相平衡。

这种应力称为焊接残余应力，它是一组自相平衡的内应力。

随焊接残余应力的产生，同时也会出现不同方向的不均匀收缩变形，称为焊接残余变形。

如图2—1所示。

3 焊接残余变形的种类及影响变形的因素3.1焊接残余变形的种类常见的焊接残余变形有以下几种：3.1.1收缩变形：分纵向收缩和横向收缩两种，如图3—1所示。

3.1.2弯曲变形：构件焊后发生弯曲变形，如图3—2所示。

3.1.3角变形：焊后构件的平面绕焊缝产生的角位移，常见如图3—3所示。

3.1.4扭曲变形：绕构件轴线扭曲，如图3—4所示。

3.1.5波浪变形：焊后构件呈波浪形，如图3—5所示。

3.1.6错边变形：在焊接过程中，两焊接件的热膨胀不一致，可能引起长度方向上的错边和厚度方向上的错边，如图3—6所示。

焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施摘要：焊接残余应力和焊接变形是钢结构产生变形和开裂的主要原因。

本文以焊接残余应力和焊接变形为对象，分别讨论了残余应力对钢结构刚度、静力强度、疲劳强度、应力腐蚀等的影响，促使结构发生脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀开裂、低温变脆等以及造成的焊接变形的种类。

应采取措施对焊接残余应力和焊接变形加以消除和调整。

关键词：钢结构焊接残余应力焊接变形钢结构是钢材通过一定的设计方法做成构件，构件再通过一定的连接方式连接成的整体结构承力体系或传力体系。

连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。

焊接连接是目前钢结构最主要的连接方式。

但在焊接过程中，在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部的裂缝一旦发生，就容易扩展到整体。

一、焊接残余应力钢材的焊接是一个不均匀的加热和冷却的过程。

在施焊时，焊缝及其附近区域的温度很高，而临近区域温度则急剧的下降，导致不均匀的温度场。

不均匀的温度场产生不均匀的膨胀，温度低的区域膨胀量小限制了高温度区域钢材的膨胀。

当焊接温度场消失后，构件内部产生应力，这种应力称为焊接残余应力。

（一）焊接残余应力对钢结构的影响1.对钢结构刚度的影响焊接残余应力使构件的有效截面减小，丧失进一步承受外载的能力。

焊接残余应力的存在还会增大结构的变形，降低结构的刚度。

2.对静力强度的影响由于焊接应力的自相平衡，使受压区和受拉区的面积相等。

构件全截面达到屈服强度所承受的外力与无焊接应力的轴心受拉构件全截面达到屈服强度时的应力相等，因此不影响静力强度。

3.对疲劳强度的影响残余应力的存在使应力循环发生偏移。

这种偏移，只改变其平均值，不改变其幅值。

当应力循环的平均值增加时，其极限幅值就降低，反之则提高。

4.对应力腐蚀开裂的影响应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀作用下产生裂纹的现象，在一定材料和介质的组合下发生。

焊后调控焊接残余应力与变形的措施焊接是一种常用的金属连接方法，通过熔化金属，使两个或多个金属部件连接在一起。

然而，在焊接过程中，由于热量的不均匀分布以及金属的膨胀和收缩等因素，往往会导致焊接残余应力和变形的问题。

这些问题不仅会影响焊接件的外观和尺寸精度，还可能影响其力学性能和使用寿命。

因此，为了保证焊接件的质量和性能，需要采取一些措施来调控焊接残余应力和变形。

1. 控制焊接工艺参数焊接工艺参数的选择和控制对于减少焊接残余应力和变形非常重要。

首先，需要合理选择焊接方法和焊接材料，以确保焊接过程中的热输入和收缩量尽量小。

其次，需要控制焊接电流、电压、速度等参数，使焊接过程中的温度分布均匀，避免局部过热或过冷引起的残余应力和变形。

2. 使用预热和后热处理预热是在焊接前将焊接件加热到一定温度，以减少焊接界面的温度梯度和残余应力。

预热可以减少焊接残余应力和变形，并提高焊接接头的强度和韧性。

后热处理是在焊接完成后对焊接件进行加热处理，以缓解残余应力和变形。

预热和后热处理的温度和时间需要根据具体焊接材料和工艺来确定。

3. 采用合适的夹具和支撑夹具和支撑的作用是固定和支撑焊接件，防止其在焊接过程中发生形变和变形。

夹具和支撑应该根据焊接件的形状和尺寸来设计和制作，以确保焊接件在焊接过程中保持稳定和不发生变形。

4. 采取焊接顺序与焊接方向焊接顺序和焊接方向的选择对于减少焊接残余应力和变形也非常重要。

一般情况下，应从内部和小尺寸焊接向外部和大尺寸焊接，以减少焊接过程中的热输入和收缩量。

同时，应尽量采用对称的焊接顺序和方向，以保持焊接件的平衡和稳定。

5. 进行残余应力测试与分析在焊接完成后，可以对焊接件进行残余应力测试与分析，以评估焊接质量和性能。

残余应力测试可以通过非破坏性检测方法如X射线衍射、超声波等来实施。

通过分析残余应力的大小和分布情况，可以判断焊接过程中是否存在问题，并采取相应的措施进行调整和改进。

焊后调控焊接残余应力与变形是确保焊接质量和性能的重要环节。

焊接残余应力和残余变形一、焊接残余应力和残余变形的成因钢结构的焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程。

在施焊时，焊件上产生不均匀的温度场，焊缝及附近温度最高，达1600℃以上，其邻近区域则温度急剧下降。

不均匀的温度场要求产生不均匀的膨胀和收缩。

而高温处钢材的膨胀和收缩要受到两侧温度较低、胀缩较小的钢材的限制，从而使焊件内部产生残存应力并引起变形，此即通称的焊接残余应力和残余变形。

二、焊接残余应力和残余变形（一）焊接残余应力焊接残余应力按其方向可分为纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力。

1. 纵向残余应力。

图2-38是焊接残余应力的示例。

图2-38（a）是两块钢板平接连接，焊接时钢板焊缝一边受热，将沿焊缝方向纵向伸长。

但伸长量会因钢板的整体性，受到钢板两侧未加热区域的限制，由于这时焊缝金属是熔化塑性状态，伸长虽受限，却不产生应力（相当于塑性受压）。

随后焊缝金属冷却恢复弹性，收缩受限将导致焊缝金属纵向受拉，两侧钢板则因焊缝收缩倾向牵制而受压，形成图2-38（b）所示的纵向焊接残余应力分布。

它是一组在外荷载作用之前就已产生的自相平衡的内应力。

2. 横向残余应力。

图2-38所示两块钢板平接除产生上述纵向残余应力外，还可能产生垂直于长度方向的残余应力。

由图中可以看到，焊缝纵向收缩将使两块钢板有相向弯曲变形的趋势（如图2-38a中虚线所示）。

但钢板已焊成一体，弯曲变形将受到一定的约束，因此在焊缝中段将产生横向拉应力，在焊缝两侧将产生横向压应力，如图2-38（c）所示。

此外，焊缝冷却时除了纵向收缩外，焊缝横向也将产生收缩。

由于施焊是按一定顺序进行，先焊好的部分冷却凝固恢复弹性较早，将阻碍后焊部分自由收缩，因此，先焊部分就会横向受压，而后焊部分横向受拉，形成如图2-38（d）所示的应力分布。

图2-38（e）是上述两项横向残余应力的叠加，它也是一组自相平衡的内应力。

3. 厚度方向残余应力对于厚度较大的焊缝，外层焊缝因散热较快先冷却，故内层焊缝的收缩将受其限制，从而可能沿厚度方向也产生残余应力，形成三相应力场。

控制焊接残余变形的措施我给你说啊，这控制焊接残余变形啊，那可是个挺有讲究的事儿。

我以前在那焊接厂子里的时候啊，就瞅见那焊接的物件啊，变形得像个歪瓜裂枣似的，那可不行。

我就想啊，这首先得从焊接的顺序上着手。

你不能瞎焊，就像盖房子似的，你得有个章法。

我就见过一个小年轻啊，那脸啊，黑黢黢的，就像从煤堆里刚爬出来似的，眼睛还瞪得老大，透着一股愣劲儿。

他拿起焊枪就乱焊一气，那焊接完的东西啊，变形得不成样子。

我就走过去，拍拍他的肩膀，我说：“小子啊，你这可不行，得先焊那些不容易变形的地方，把整体的框架先稳住喽。

”他就挠挠头，傻愣愣地看着我，那眼神就像个迷糊的小羊羔。

还有啊，焊接的速度也很关键。

我记得有一次啊，那个焊接师傅啊，长得精瘦精瘦的，那双手啊，跟老树皮似的，全是茧子。

他焊接的时候呢，速度慢得像蜗牛爬，那焊接的热量就一个劲儿地往物件里钻，结果啊，变形得厉害着呢。

我就站在旁边，皱着眉头说：“老哥啊，你这速度得提一提啊，你这样慢吞吞的，就像老太太裹脚布，又臭又长，物件可受不了这么长时间的热量啊。

”他瞅了我一眼，撇撇嘴说：“你懂啥，我这是要保证焊接质量。

”我就急了，眼睛一瞪，说：“你这质量没保证，物件都变形得不成样儿了，还谈啥质量。

”再有呢，焊接的电流也得控制好。

我看到过一个新设备，那在灯光下啊，闪着寒光，透着一种冰冷的机械美感。

那上面的电流调节啊，就像一个神秘的开关。

我跟旁边的工友说：“这电流啊，就像一个调皮的小鬼，大了小了都不行。

大了呢，就像洪水猛兽，一下子把物件冲得变形；小了呢，就像个软弱无力的小娃娃，焊接不牢固。

”工友就笑着说：“你这比喻可真逗。

”还有预变形这个事儿呢。

就好比你知道这个物件焊接后会往哪个方向变形，那咱们就先给它来个反方向的变形。

我就拿着一个小物件，比划着给他们讲：“你们看啊，这个东西就像个倔强的小毛驴，你得提前给它使个劲儿，让它朝着你想要的方向走，不然啊，它就会乱走，变得乱七八糟的。

”咱干这焊接的活儿啊，就得像照顾孩子一样细心，每一个环节都得顾到，不然啊，这焊接残余变形就会像个小恶魔一样，把咱们的成果都给破坏喽。

）合理的装焊方案还需合理的焊接顺序配合
①在实际生产中各条焊缝的焊接顺序总是有先有后。

②随着完成焊缝数量的增多，结构刚度不断增加，先焊的焊缝变形大，最后焊的焊缝变形相对小一些。

下料反变形法
）拼接预留反变形法：拼接时预制与测试结果数值相同的反变形。

）塑性反变形：根据测试结果或查表，预制塑性反变形。

）弹性反变形法：通过构件的自重或工装夹具等，使其产生弹性反变形。

示例见教材图）刚性固定法：用强制手段减少焊接变形的方法称为刚性固定法。

②卡具固法：当构部件比较简单或不宜用胎具固定时，常采用简单的夹具来固定构部件。

）散热法：利用冷水或传热快的金属将焊接处的热量迅速传走的方法，见教材图5-52。

采用散热法控制变形比较麻烦，一般不采用，尤其不适用焊接淬硬性强的材料。

四、焊接残余变形的矫正方法
冷加工矫正：利用外力的作用，产生新的伸长塑性变形达到矫正。

1）手工矫正：利用手锤等工具，锤击变形件合适的位置使工件变形减小。

对一些薄板、变形小、细长的工件可采用手工矫正。

）点状加热，有一点或多点加热，多点加热常用梅花式。

主要用于薄板产生波浪变形的矫正；加一般控制在15mm以内，加热点的相互距离a控制在
可采用较重的耐热板，按加热点尺寸制作模板。

三角形加热，加热形状呈三角形，加热时面积上大下小。

主要用于构件刚性较大、变形量大的。