焊接变形产生原因及防止措施
安全管理之防止焊接变形的措施
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。
预防焊接变形的措施
焊接变形是焊接过程中常见的问题，它会影响焊接件的尺寸精度和外观质量。
以下是一些预防焊接变形的措施：
1. 预留反变形量：在设计焊接结构时，可以根据焊接变形的趋势和大小，预留一定的反变形量。
这样在焊接过程中，即使产生了变形，也可以通过预留的反变形量来抵消，从而达到防止或减少焊接变形的目的。
2. 选择合适的焊接顺序：焊接顺序对焊接变形的影响很大。
一般来说，应先焊短焊缝，后焊长焊缝；先焊薄板，后焊厚板；先焊中心，后焊边缘。
3. 采用合理的焊接方法：不同的焊接方法对焊接变形的影响也不同。
例如，电弧焊的变形较小，而气焊和氩弧焊的变形较大。
因此，在选择焊接方法时，应尽量选择变形小的方法。
4. 控制焊接参数：焊接参数（如电流、电压、焊接速度等）对焊接变形的影响也很大。
一般来说，应选择较小的焊接电流和较快的焊接速度，以减少焊接热输入，从而减小焊接变形。
5. 采用预热和后热处理：预热可以减小焊接热输入，从而减小焊接变形；后热处理可以通过改变焊缝和母材的金相组织，来减小焊接变形。
6. 采用工装夹具：通过使用工装夹具，可以固定焊接件的位置和形状，防止焊接过程中的位移和变形。
7. 采用多点对称焊接：通过在焊接件的多个位置同时进行焊接，可以分散焊接应力，从而减小焊接变形。
以上就是预防焊接变形的一些措施，希望对你有所帮助。
焊接变形及预防措施
什么是焊接变形?(一)基本类型1. 纵向收缩变形：构件焊后在平行焊缝的方向上尺寸缩短。
2. 横向收缩变形：构件焊后在垂直焊缝的方向上尺寸缩短。
3. 弯曲变形：由于焊缝的布置偏离焊件的形心轴。
4. 角变形：焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移。
5.波浪变形：焊后构件呈波浪形，在焊薄板中出现。
6.错边变形：两焊接热膨胀不一致，所引起的长度或厚度方向上的错边。
(二) 设计措施1. 合理选择焊件尺寸。
焊件的长度、宽度和厚度等尺寸对焊接变形有明显的影响。
例如，板的厚度对于角焊缝的角变形影响较大，当厚度达到某一数值(钢约9mm)时角变形最大。
在制造T形或工形焊接梁时，由于焊件细长，以致于焊接区收缩变形引起焊件弯曲变形是一个突出问题。
解决这一问题的最好办法就是要精心设计结构尺寸参数(如板厚、板宽、板长和肋板间距等)和焊接参数(如单位线能量等)。
2. 合理选择焊缝尺寸和坡口形式。
焊缝尺寸的大小,不仅关系到焊接工作量，而且还对焊接变形产生较大的影响。
焊缝尺寸大，焊接量也大,填充金属消耗量多，造成焊接变形大。
因此在设计焊缝尺寸时，在保证结构承载能力的条件下，应采用较小的焊缝尺寸。
片面加大焊缝尺寸对减小焊接变形极其不利。
所以对并不承受很大工作应力的焊缝,不必采用大尺寸焊角，只要能满足其强度要求就好。
另外，还要合理设计坡口型式。
例如对接接头要采用角变形为零的最佳X 形坡口尺寸。
对于受力较大的T形接头和十字接头，在保证相同强度的条件下，采用开坡口的焊缝比不开坡口焊缝动载强度高，焊缝金属量少，而且对减小焊接变形也是有利的，尤其对厚板而言，更有意义。
3. 尽量减少不必要的焊缝。
在焊接结构设计中，应该力求使焊缝数量减至最少。
一般在设计中常采用加肋板来提高结构的稳定性和刚度，特别是有时为减轻主体结构重量而采用较薄板，势必增加肋板数量，从而大大增加装配和焊接的工作量，其结果是不但不经济，而且焊缝致使焊接变形过大。
所以实践证明合理选择板厚，适当减少肋板，使焊缝减少，即使结构可能稍重，还是比较经济的。
焊接变形控制措施
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。
(整理)焊接变形产生的原因及预防措施
第一章焊接应力与变形焊接时，由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀，最终导致在结构内部产生了焊接应力与变形。
焊接应力是引起脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂和失稳破坏的主要原因。
另外，焊接变形也使结构的形状和尺寸精度难以达到技术要求，直接影响结构的制造质量和使用性能。
因此，本章主要讨论焊接应力与变形的基本概念及其产生原因；焊接变形的种类，控制焊接变形的工艺措施和焊后如何矫正焊接变形；焊接应力的分布规律，降低焊接应力的工艺措施和焊后如何消除焊接残余应力。
第一节焊接应力与变形的产生一、焊接应力与变形的基本知识1.焊接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，这种变化称为物体的变形。
当使物体产生变形的外力或其它因素去除后变形也随之消失，物体可恢复原状，这样的变形称为弹性变形。
当外力或其它因素去除后变形仍然存在，物体不能恢复原状，这样的变形称为塑性变形。
物体的变形还可按拘束条件分为自由变形和非自由变形。
在非自由变形中，有外观变形和内部变形两种。
以一根金属杆的变形为例，当温度为T0时，其长度为L0，均匀加热，温度上升到T时，如果金属杆不受阻，杆的长度会增加至L，其长度的改变ΔL T=L- L0，ΔL T就是自由变形，见图1-la。
如果金属杆件的伸长受阻，则变形量不能完全表现出来，就是非自由变形。
其中，把能表现出来的这部分变形称为外观变形，用ΔLe表示；而未表现出的变形称为内部变形，用ΔL表示。
在数值上，ΔL=ΔL T-ΔLe，见图1-lb。
单位长度的变形量称为变形率，自由变形率用εT表示，其数学表达式为：εT=ΔL T/L0=α(T-T0) （1-1）式中α——金属的线膨胀系数，它的数值随材料及温度而变化。
外观变形率εe，可用下式表示：εe=ΔLe/ L0（1-2）同样，内部变形率ε用下式表示：ε=ΔL/L0（1-3）2.应力存在于物体内部的、对外力作用或其它因素引起物体变形所产生的抵抗力，叫做内力。
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。
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六、矫正焊接残余变形的方法
❖ 在焊接结构生产中，首先应采取各种措施来防止 和控制焊接变形。但是焊接变形是难以避免的， 因为影响残余变形的因素太多，生产中无法面面 俱到。当焊接结构中的残余变形超出技术要求的 变形范围时，就必须对焊件的变形进行矫正 。
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1、手工锤击矫正薄板波浪变形的方法
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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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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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复合板修补时主要 是收缩变形、弯曲 变形和波浪变形
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二、焊接变形的原因
❖ 焊接时，由于局部高温加热而造成焊件上温度 分布不均匀，最终导致在结构内部产生了焊接 应力与变形。（内变形）
❖ 焊缝金属冷却时，当它由液态转为固态时，其 体积要收缩。由于焊缝金属与母材是紧密联系 的，因此，焊缝金属并不能自由收缩，这将引 起整个焊件的变形，同时在焊缝中引起残余应 力。 (缩边)
❖ 为了追求焊接速度，用大规格焊条、大电流进 行快速施焊(立条焊接也存在这问题)。
❖ 焊接速度太快，层间温度过高，使的焊件局部 温度过高。
❖ 焊工为了赶交货期，没有按照操作规程，间断、 分段、控制层间温度进行焊接。
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2、对不于同用直电焊径条焊的手条工电焊接流来的说选可参择照以下公
式:I=D*D*12±15 I表示焊接电流,D表示焊条 直径 如：φ3.2焊条用130A左右
3.6、利用刚性固定法来控制焊接变形
❖ 焊前对焊件采用外加刚性拘束，强制焊件在 焊接时不能自由变形，这种防止焊接残余变 形的方法称为刚性固定法 。
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刚性固定法（一）
❖ 将焊件固定在刚性平台上。薄板焊接时，可将其 用定位焊缝固定在刚性平台上，并且用压铁压住 修补区附近，待修补区焊缝全部焊完冷却后，再 磨掉定位焊缝，这样可避免薄板焊接时产生波浪 变形。
φ4焊条用180A左右 φ5焊条用300A左右
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3、焊接方法
❖ 分段、间歇焊接，连续焊接长度不超过10cm。 ❖ 尽量控制热量输入，减小熔合比，使焊接热量快
速散走。 ❖ 留余量法(要求先探伤完，再修补、后切割)。 ❖ 用刚性固定法。
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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。
❖ 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。
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焊接变形与热输入的关系
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角变形与热输入的关系
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堆焊电流对堆焊焊缝尺寸的影响
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三、一般焊接变形的控制
❖ 通过合理的焊接方向来控制焊接变形 ❖ 通过合理的焊接顺序来控制焊接变形 ❖ 冷焊法 ❖ 散热法 ❖ 留余量法 ❖ 利用刚性固定法来控制焊接变形 ❖ 锤击焊缝 ❖ 利用反变形法来控制焊接残余变形
焊接变形 产生原因及防止措施
2020/5/9
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目录
一、焊接变形的定义及表现形式 二、焊接变形的原因 三、一般焊接变形的控制 四、公司目前的焊接修补情况 五、复合板焊接修补 六、矫正焊接残余变形的方法
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一、焊接变形的定义及表现形式
焊接过程中焊件产生的变形称为焊接变形。 焊后，焊件残留的变形称为焊接残余变形。焊接 残余变形有纵向收缩变形、横向收缩变形、角变 形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形等共六种。
❖ 散热法和冷焊法原理是一样的，就是减少热输 入
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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。
❖ 对于复合板来修补来说：就是先修补后再切割。
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3.3冷焊法
冷焊法是通过减少焊件受热来减小焊接部位与 结构上其它部位间的温度差。具体做法有：尽 量采用小的线能量施焊，选用小直径焊条，小 电流、快速焊及多层多道焊。
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3.4散热法
❖ 就是利用各种办法将施焊处的热量迅速散走， 减小焊缝及其附近的受热区，同时还使受热区 的受热程度大大降低，达到减小焊接变形的目 的。利用散热法减少薄板的焊接变形见图9。 图9b是将焊件浸入水中进行焊接（常用于小容 器焊接）。图9c是用水冷铜块进行冷却。
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3.1通过合理的焊接方向来控制焊接变形
❖逆向分段退焊法 同一条或同一直线的若干 条焊缝，采用自中间向两侧分段退焊的方法， 可以有效地控制残余变形。
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3.2通过合理的焊接顺序来控制焊接变形
❖ 跳焊法 如构件上有数量较多又互相隔开的 焊缝时，可采用适当的跳焊，使构件上的热 量分布趋于均匀，能减少焊接残余变形。
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2、机械矫正法
❖ 机械矫正法就是利用机器或工具来矫正焊接变形。 具体地说，就是用千斤顶、拉紧器、压力机、矫 直机等将焊件顶直或压平。
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3．火焰加热矫正法
❖ 火焰加热矫正就是利用火焰对焊件进行局部加 热，使焊件产生新的变形去抵消焊接变形。火 焰加热矫正法在生产中应用广泛，主要用于矫 正弯曲变形、角变形、波浪变形等，也可用于 矫正扭曲变形。
17Βιβλιοθήκη 刚性固定法（二）❖ 用临时支撑(立条)增加结构件的拘束，在容易发 生变形的部位焊上一些临时支撑或拉杆，增加局 部的刚度，能有效地减小焊接变形。
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3.7锤击焊缝
❖ 在焊后用手锤或一定直径的半球形风锤锤击焊缝， 可使焊缝金属产生延伸变形，能抵消一部分压缩 塑性变形，起到减小焊接应力的作用。锤击时注 意施力应适度，以免施力过大而产生裂纹。