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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。
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。
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。
