减少大型结构件焊接变形的工艺对策

7.3、减少焊接应力和焊接变形的措施由于本项目两个单层网壳体量巨大，且不能设置温度伸缩缝，而结构的连接又全部采用焊接；施工过程中焊接变形如何控制、焊接应力如何消除是保障工程结构安全使用的重要因素。

7.3.1、焊接变形的控制措施7.3.1.1构件焊接工厂化因工厂的焊接环境、设备及器具等条件比现场好，在满足运输限制的条件下，最大限度地在工厂完成焊接工作。

确定主梁构件的加工长度最长16m，次梁连接牛腿带在主梁节点上，如图1所示；大型铸钢节点分两段铸造，但在工厂完成拼装焊接工作，如图2所示。

7.3.1.2总装焊接控制采取“以构件组合成块、成片吊装为主，以散件吊装为辅”的吊装方法，在地面最大限度地进行构件组合，如下图所示；尽可能地减少高空拼装焊接量。

总体安装工艺采取平面上从一边向另一边扩散安装，如下图所示，立面上从下向上逐步安装的工艺流程，减少各种误差的集中积累。

7.3.1.3焊接顺序的控制总体焊接顺序随安装进度次第跟进；调整校正好一个主梁结构平面后，再进行该主梁结构面的焊接；每个正在焊接的主梁结构面顺结构安装的方向无约束，焊接应力可顺结构安装方向自由释放；结构的整体安装焊接是结构不断逐步向一个自由拓展的过程。

总体焊接顺序如下图所示。

歌剧院外壳安装焊接顺序示意图单元主梁结构面的焊接顺序，先焊主约束，后焊次约束的方法；即先焊主梁拼接段，后焊主梁与铸钢节点的连接；再焊主梁与次梁的连接节点；最后焊接次梁与次梁的连接节点。

单元主梁结构面焊接顺序示意图7.3.1.4焊接施工方法上的控制从以下几点进行控制：序号控制事项控制方法描述1 焊接方法采用组合焊接方式：CO2气体半自动保护焊＋药芯焊丝及手工焊接2 焊接工艺加大焊接能量密度，减少热输入；采用小电流、快速度、多层、多道焊接工艺措施3 焊接材料选用小直径的焊条、焊丝；所有使用的焊材具有在大电流密度下保持电弧持续稳定的特性7.3.1.5焊接坡口焊前严格按照工艺试验确定的坡口尺寸认真组装，特别对铸钢节点的坡口尺寸检查，要比现行规范严格2～3倍。

安全管理之防止焊接变形的措施焊接变形是指焊接过程中由于温度和变形力的作用，导致工件的形状和尺寸发生变化。

焊接变形的产生会导致工件质量不合格，甚至无法使用，严重影响企业生产效益。

因此，在进行焊接过程中，必须采取一定的措施来预防和减少焊接变形。

本文将介绍几种常见的防止焊接变形的措施。

1. 优化工件结构焊接变形的产生与工件结构密切相关，因此，通过优化工件结构可以有效防止焊接变形。

具体措施包括：•合理设计焊缝形式和数量，减少焊接长度和面积。

•在工件的底部或周围设置支撑件，使工件能够保持稳定的姿态。

•调整板料的厚度和减小工件截面形状不对称性。

2. 控制焊接热量焊接热量是导致焊接变形的主要原因之一。

因此，通过控制焊接热量也可以有效防止焊接变形。

具体措施包括：•采用适当的焊接电流和电压，控制焊接热输入。

•采用节能焊接方法，如激光焊接、电子束焊接等，控制焊接热输入。

•焊接过程中及时进行水冷或风冷，控制焊接温度。

3. 采用局部预热与后续热处理局部预热和后续热处理是一种广泛应用的防止焊接变形方法。

具体措施包括：•在焊接前，对焊接部位进行局部预热，使材料的热膨胀趋势一致，减小焊接变形。

•在焊接后进行恒温回火或退火处理，稳定焊接组织结构，消除焊接变形。

4. 针对特殊焊接材料采取相应措施有些特殊材料在焊接过程中的物理化学性质和热膨胀系数等与大部分金属材料不同，容易引起焊接变形。

因此，针对不同材料，需要采取相应的焊接防变形措施。

具体措施包括：•对于不同材料，采用合适的焊接方法和参数，如钨极氩弧焊、气保焊等。

•在焊接过程中采用压力来限制变形，如透平焊、插板焊等。

5. 加强焊接人员的技能培训焊接人员是焊接过程中的关键环节，他们的技能水平和操作技巧直接影响焊接质量和防止焊接变形的效果。

因此，加强焊接人员的技能培训是防上述问题的关键措施。

具体措施包括：•合理安排技能培训的时间和内容，让焊接人员了解防止焊接变形的重要性和必要性。

•培训焊接人员掌握各种焊接方法和技能，增强其对焊接变形的识别和处理能力。

塔机焊接防焊接变形措施有以下几种：
-减小焊缝截面积：在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采取用较小的坡口尺寸。

-采用热输入较小的焊接方法：如CO₂气体保护焊。

-厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。

-在满足设计要求的情况下，纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。

-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。

- T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。

-采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。

-采用刚性夹具固定法控制焊后变形。

实际操作中，需要根据具体情况选择合适的措施，以达到最好的防变形效果。

如果需要更详细的信息，建议咨询专业的焊接工程师或技术人员。

简述减小焊接变形的主要措施焊接变形是焊接过程中不可避免的问题，它会影响焊接件的精度和质量，甚至可能导致焊接件的失效。

因此，减小焊接变形是焊接过程中必须要考虑的问题。

本文将介绍减小焊接变形的主要措施。

1. 合理选择焊接方法和工艺不同的焊接方法和工艺对焊接变形的影响不同。

在焊接前，应根据焊接零件的材料、结构、尺寸等因素，合理选择焊接方法和工艺。

例如，对于薄板的焊接，可以选择TIG焊接或激光焊接，这些方法对材料的热输入较小，可以减小变形。

而对于大型结构的焊接，则可以采用分段焊接或预热焊接，以减小焊接变形。

2. 控制焊接温度焊接温度是影响焊接变形的重要因素。

过高的焊接温度会导致焊接件热膨胀，从而引起变形。

因此，在焊接过程中，应尽量控制焊接温度。

一般来说，焊接温度控制在材料的回火温度以下为宜。

3. 采用适当的夹具和支撑适当的夹具和支撑可以使焊接件在焊接过程中保持稳定，从而减小焊接变形。

例如，在焊接板材时，可以使用U型夹具来固定板材，并在板材下方加上支撑，以防止板材下垂和变形。

4. 控制焊接顺序焊接顺序也会影响焊接变形。

一般来说，应先焊接局部应力较小的部位，再焊接应力较大的部位。

例如，在焊接矩形框架时，应先焊接短边，再焊接长边，这样可以减小变形。

5. 采用预应力技术预应力技术是一种通过施加压力来减小焊接变形的方法。

在焊接完成后，可以通过施加适当的预应力来补偿焊接变形，使焊接件恢复原来的形状。

预应力技术需要在焊接前进行设计和计算，并采用适当的设备和工艺进行实施。

6. 合理调整焊接参数焊接参数的调整对焊接变形的影响也很大。

在焊接过程中，应根据实际情况调整焊接电流、焊接速度、焊接时间等参数，以达到最佳焊接效果和最小的焊接变形。

减小焊接变形需要综合考虑多方面因素，并采取相应的措施。

合理选择焊接方法和工艺、控制焊接温度、采用适当的夹具和支撑、控制焊接顺序、采用预应力技术和合理调整焊接参数，都是减小焊接变形的有效措施。

减少焊接应力和焊接变形的方法。

焊接是常用的金属连接方法，但在焊接过程中常常会产生应力和变形。

这些问题会影响焊接件的质量和性能，因此需要采取措施来减少焊接应力和焊接变形。

一、合理设计焊接结构在焊接结构的设计中，应尽量避免出现大的焊接应力和变形。

首先要考虑结构的合理性，选择适当的焊接方法和焊接位置。

同时，还应合理设置焊缝形状和尺寸，以减少焊接应力的集中。

二、控制焊接参数焊接参数的选择对于减少焊接应力和变形非常重要。

首先，应选择合适的焊接电流和电压，以控制焊接热输入。

同时，还应控制焊接速度和焊接层数，避免过快或过慢导致的焊接应力和变形增加。

三、采用适当的焊接顺序焊接顺序的选择也可以影响焊接应力和变形的程度。

一般情况下，应从中心向两端均匀焊接，避免集中焊接导致的应力集中。

对于大型结构件，还可以采用分段焊接的方法，先焊接一部分，然后再焊接其他部分，以减少焊接应力和变形。

四、采用预热和后热措施预热和后热是减少焊接应力和变形的常用方法之一。

预热可以提高焊接件的热导性和延展性，减少焊接应力的集中。

后热可以使焊接件均匀冷却，减少应力和变形的产生。

预热和后热的温度和时间应根据焊接材料和结构的要求进行控制。

五、采用冷却措施在焊接完成后，可以采用冷却措施来减少焊接应力和变形。

常用的冷却方法有自然冷却、水冷却和气体冷却等。

选择合适的冷却方法可以使焊接件均匀冷却，减少应力和变形的产生。

六、使用焊接变形补偿措施在焊接过程中，难以完全避免焊接应力和变形的产生。

此时，可以采用焊接变形补偿措施来修复焊接件的形状。

常用的方法有机械修复、热修复和焊接补偿等。

选择合适的补偿方法可以恢复焊接件的形状和尺寸，提高焊接件的质量。

通过合理的设计、控制焊接参数、选择适当的焊接顺序、采用预热和后热措施、使用冷却措施以及采用焊接变形补偿措施，我们可以有效地减少焊接应力和焊接变形的产生。

这些方法可以提高焊接件的质量和性能，保证焊接结构的稳定性和可靠性。

减少焊接应力和焊接变形的方法（1）采用适当的焊接程序，如分段焊、分层焊；（2）尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消；（3）施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形；（4）对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力。

合理的焊缝设计（1）避免焊缝集中、三向交叉焊缝；（2）焊缝尺寸不宜太大；（3）焊缝尽可能对称布置，连接过渡平滑，避免应力集中现象；（4）避免仰焊。

空冷氩弧焊枪的设计与制造通过对目前普遍使用的水冷氩弧焊枪结构的分析研究，在此基础上加以改进，自行设计、制造出了一种简单、方便、可用于无水冷场合作业的空冷氩弧焊枪。

工艺试验表明，该焊枪性能稳定，用此焊枪焊出的焊缝成形良好，符合预期的设想。

关键词空冷氩弧焊枪设计1.前言氩弧焊是利用氩气作保护气体的气体保护电弧焊。

焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧，氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。

它是利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材及填充金属的一种焊接方法。

焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体层(层流状态)隔绝气体起到保护作用，从而获得优质的焊缝。

作为氩弧焊机重要组成部分之一的氩弧焊枪，其作用是夹持钨极、传异焊接电流和输送保护气。

焊枪按冷却方式的不同，可分为水冷式和气冷式两种。

目前在教学、科研和实际生产中使用较多的是水冷式焊枪。

此类焊枪带有一个进水管和一个出水管，焊接时通水，通过水的循环将热量带走，从而使焊枪的温度降低而起到冷却作用。

水冷式焊枪通常要将焊接电缆装入通水管中作成水冷电缆，只有这样，才有可能提高施焊时的电流密度，减轻电缆重量，但却因此增加了制造上的困难，成本因此大大提高。

更有甚者，有些场合无冷却水，这就给焊接施工人员提出了难题。

为了弥补现有水冷焊枪上述这些方面的不足，我们自行设计并制造出了一种空冷氩弧焊枪，这种焊枪的主要特点是无需冷却水，结构简单，能很方便地应用于现场安装，以及无氩弧焊机的情况下使用。

因为，采用我们设计制造的焊枪只须一台常规直流弧焊机，再配以供气系统，即可进行焊接操作，大大降低了对设备的要求，由此降低了成本。

控制焊接变形的工艺措施焊接变形是焊接过程中普遍存在的问题，它可能导致焊接件的尺寸、形状和性能不符合要求。

为了控制焊接变形，可以采取一系列的工艺措施。

首先，选择合适的焊接方法和工艺参数是控制焊接变形的关键。

不同的焊接方法有不同的热输入和热效应，因此应根据具体情况选择合适的焊接方法。

此外，在确定焊接方法后，还需要合理选择焊接电流、电压、焊接速度等参数，以控制焊接热量的输入和分布，从而减少变形的产生。

其次，采用适当的预热和焊后热处理是控制焊接变形的有效手段之一。

预热可以提高焊接零件的温度，减轻热应力，从而降低变形的风险。

而焊后热处理则可以通过控制钢材的组织状态和应力分布，减少焊接件的变形。

预热和焊后热处理需要根据材料的特性以及焊接情况，制定相应的温度和时间控制方案。

此外，合理安排焊接顺序和焊接顺序也是控制焊接变形的重要措施。

将焊接分为多道次进行，可以减少热应力的积累，并且逐渐平衡焊接件的应力分布，降低变形的程度。

此外，在进行多道次焊接时，还可以通过合理的交替焊接顺序，进一步控制热应力的分布，减小变形的尺寸。

最后，选择适当的夹具和支撑方式也能有效控制焊接变形。

夹具和支撑物可以稳定焊接件，固定其形状，减少变形的风险。

通过合理设计夹具和选择适当的支撑方式，可以提供足够的支撑和约束，使焊接件在焊接过程中保持稳定和正确的位置。

综上所述，控制焊接变形的工艺措施包括选择合适的焊接方法和工艺参数、采用预热和焊后热处理、合理安排焊接顺序和焊接顺序，以及选择适当的夹具和支撑方式。

通过综合应用这些措施，可以有效地减小焊接变形，提高焊接件的质量和性能。

在大型结构件施工中防变形工艺措施经验探讨十一冶特种工程公司铆工:王勇指导:达达大型结构件是工程产品的骨骼，也是设计水平的体现和制造水平的反映。

由于结构件在承载能力、外观造型及实现产品功能上的重要作用，在工程产品的设计和制造中应特别予以重视。

如果铆工在防变形工作上措施做得好，可以为单位创造无比的效益和信誉。

大型结构件因为体形庞大，焊接部位多，部分尺寸精度和位置精度要求较高，支承起来难度较大，尤其是整体变形问题，一直是困扰施工的一大难题。

本文主要结合结构件工艺实际与我从事铆工多年来的工作经验，对大型结构件的焊接变形情况和原因进行了分析，并提出了一些控制变形的工艺对策。

1 大型结构件变形的典型实例及危害1.1 结构件的变形该件外形尺寸为14000 mm，由72个零件组成，属于框架特征的大型结构件，其制造方式为多个零件上与H梁胎合拢、拼点，然后焊接而成。

该件在部件相连接，其工艺要求为：基础面平面度≤3 mm，扭曲度≤5 mm，垂直度≤2.5 mm。

按传统方式焊接后，一般情况下变形为：扭曲度10～30 mm，平面度5～8 mm，垂直度5～10 mm，横向孔组的中心距超差，如后桥安装距720 mm±0.5 mm，焊后变为720 mm+2 mm。

虽在焊后经过整形工序，但变形量相对装配要求仍然偏大，造成该件返修率较大，以致后来采用“配焊”、“垫板调整”等落后工艺进行调整。

1.2 H梁的变形该件为H形大型结构件，外形尺寸为2 800 mm×1 200 mm×800 mm，制造方式为支座组件与H梁合拢后进行大截面角缝焊接。

其焊接方式为焊缝连续焊接。

该件是盖的关键支撑件，其工艺规程要求尺寸ａ与ｂ相对中心线的对称度为1.5 mm；按上述方式焊接后主要变形为支座出现旁弯，通常引起尺寸ｂ偏小8～15 mm，尺寸ａ与ｂ对称度超差1.5～2 mm，尺寸ａ与ｂ各自的中心线不平行，两中心线出现２°～３°的夹角，造成变形。

预防焊接变形的工艺措施在焊接过程中当产生的焊接应力超过金属的屈服极限就会产生焊接变形。

应力变形的种类（从变形的外观形态来看）：收缩变形、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。

减少和防止焊接应力和变形的措施：1.合理进行结构设计和焊接工艺设计，设计焊接方法时应该选用对称工作断面和焊缝位置，在保证强度的前提下，尽量减小焊缝的断面和长度外在焊接工艺上采取以下措施：采取合理的装配和焊接顺序2.反变形法（根据生产中焊件变形规律，焊前预先将焊件做出相反方向的变形以抵消焊后发生的变形）V型坡口单面焊缝一般发生角变形。

3..刚性固定法：采用把焊件固定在平台上或在焊接用夹具上夹紧进行焊接。

（采用适当的方法来增加焊件的刚度或拘束度，可以达到减小变形的目的，此种方法就是）焊件预热，对焊件进行预先加热，使焊件温度差减小，这样可以均匀的同时冷却减小应力。

5焊后缓冷6.焊后轻击焊缝或回火。

焊接残余变形的主要危害有：1）首先零件或部件的焊接变形会直接降低装配质量，而结构中的焊接残余变形会使结构的尺寸达不到要求。

2）过大的残余变形还会增加结构的制造成本，同时降低焊接接头的性能。

3）焊件的残余变形会降低结构的承载能力。

预防焊接变形的设计措施有：1）尽量选用对称的构件截面和焊缝位置。

2)合理地选择焊缝长度和焊缝数量。

3）合理选择焊缝截面尺寸和坡口形式。

如果在设计上能充分估计到制造过程中可能发生的焊接变形，选择合理的设计方案，比从工艺上采取措施要方便得多。

然而，如果单从设计上采取措施，在生产中不注意选择正确的工艺，同样会产生较大的焊接变形。

因此，实际生产中应该从设计和工艺两方面采取措施来预防和减小焊接变形的产生。

预防焊接变形的工艺措施：1留余量法留余量法主要是用于补偿焊件的收缩变形。

反变形法主要用于控制变形规律较明显的角变形和弯曲变形。

2.反变形法3.刚性固定法刚性固定法有以下几种a将焊件固定在刚性平台上。

b将焊件组合成刚性更大或对称的结构c利用焊接夹具增加结构的刚性和约束d采用临时支撑增加结构的拘束。