焊接变形的影响因素与控制
焊接变形的影响因素与控制措施
（作者单位：一重集团天津重工有限公司）焊接变形的影响因素与控制措施◎刘春月焊接变形具体指在未受到外力作用的情况下，构件因焊接过程出现的收缩、角度改变以及弯曲等情况，焊接变形会对构件的安装精度产生严重影响，进而阻碍之后的正常使用，为了保证构件的质量，需要对焊接变形做好有效控制。
一、几种常见的焊接变形介绍1.角变形的具体分析。
焊接变形中的角变形通常会出现在搭接、对接、对焊焊接以及丁字接头中，引发以上问题的原因是横向收缩变形不均匀分布在厚度方向。
角变形程度受构件压缩塑性变形的直接影响，板背面的温度会随线能量的提高而升高，在此过程中，板两面的塑性变形量可能存在差异，致使角变形量出现减少的情况，在板厚相同的情况下，单层焊会比多层焊的焊接变形小，角变形程度与焊接层数呈现正相关。
2.横向收缩变形的具体分析。
横向收缩量会随着焊接线能量的升高而变大，但是如果板的厚度值越大，产生的横向收缩量越小，对横向变形来说，板厚以及焊接线能量是重要的影响要素。
在焊接过程中，不同部位存在先后之分，先焊接焊缝会对后焊接焊缝起到横向的挤压作用，进而使得横向的压缩变形变得更大，并且焊缝的横向收缩量变化规律是沿着焊缝方向从收缩量小逐渐变大，在接近一定程度后，逐渐变得平稳，导致焊缝长度方向的横向收缩量存在分布不均匀的情况。
3.纵向收缩变形的具体分析。
对纵向收缩量的大小而言，压缩塑性变形是主要的影响因素。
对压缩塑性变形产生影响的因素有很多，如焊接顺序、焊接参数、焊接材料的物力参量以及焊接方式等，通常情况下，纵向收缩量与焊接线能量呈正相关，如果构建中的焊缝存在不对称现象，会导致相应的应力不均匀，不仅会让构件缩短，还会导致构件发生弯曲，并且出现不同程度的挠曲变形。
二、引发焊接变形的主要原因分析1.焊接应力带来的影响。
焊接时产生变形的根本原因是焊接应力的作用，针对一些外形较大，且结构相对复杂的构件，在焊接时需要复杂的焊缝，不同焊缝产生的应力大小及方向存在差异，整体的情况比较复杂，工作人员无法保证焊缝预测的准确性。
(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。
影响焊接变形的原因以及控制措施探讨
在焊接过程中使用夹具和支撑，限制结构的自由度，控制变形方向。
04
实际案例分析
案例一
原因 • 施工环境因素：如温度、湿度等对焊接变形产生影响。
• 焊接工艺因素：如焊接电流、电弧电压等参数影响。
案例一
• 钢结构自身因素：如材料厚度、结构形式等对焊接变形 产生影响。
案例一
控制措施
• 焊接工艺优化：通过合理的焊接参数选择，减少焊 接变形。
焊接变形的影响因素
焊接工艺参数
焊接电流、电弧电压、焊接速度等工艺参 数对焊接变形有重要影响。
材料的物理性能
材料的热膨胀系数、导热性、相变温度等 物理性能对焊接变形也有影响。
焊缝设计和接头形式
焊缝尺寸、坡口角度、接头形式等因素都 会影响焊接变形。
装配和固定方式
装配和固定方式不当也会导致焊接变形。
影响焊接变形的原因以及控 制措施探讨
2023-11-07
目录
• 焊接变形概述 • 焊接变形的原因分析 • 控制焊接变形的措施 • 实际案例分析
01
焊接变形概述
焊接变形的定义
焊接变形是指金属在焊接过程中，由于施焊电弧的高温作用 ，使金属局部受热不均匀，冷却后发生形状和尺寸的变化。
焊接变形包括收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波 浪变形等多种形式。
焊接变形的分类
根据变形的来源，焊接变形可以分为两类：一类是由于焊接过程中的热变形引起 的，另一类是由于结构本身刚度不足或应力不均衡引起的。
热变形是由于焊接过程中局部高温加热和冷却不均匀，导致金属热胀冷缩不协调 而产生的。
结构本身刚度不足或应力不均衡引起的变形是由于结构在焊接过程中受到不均匀 加热和冷却的影响，以及结构本身刚度不足等因素导致的。
焊接变形的影响因素与控制
焊接变形的影响因素与控制钢材的焊接通常采用熔化焊方法,是在接头处局部加热,使被焊接材料与添加的焊接材料熔化成液体金属,形成熔池,随后冷却凝固成固态金属,使原来分开的钢材连接成整体。
由于焊接加热,融合线以外的母材产生膨胀,接着冷却,熔池金属和熔合线附近母材产生收缩,因加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形。
这样,在焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来。
1焊接变形的影响因素焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。
影响焊接变形的因素很多,但归纳起来主要有材料、结构和工艺3个方面。
1.1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。
其中热物理性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。
1.2结构因素的影响焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,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。
结构在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的,因此自身为变拘束结构,同时还受到外加拘束的影响。
一般情况下复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加,在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且在某些区域,如筋板、加强板等,拘束度发生较大的变化,给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。
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。
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。
焊接应力与变形产生的原因及对策
焊接应力与变形产生的原因及对策
焊接过程中，由于焊接热量的作用，会引起材料的膨胀和收缩，从而产生应力和变形。
这些应力和变形会影响焊接件的尺寸精度、强度和耐久性，甚至导致焊接件出现裂纹和变形失效。
造成焊接应力和变形的原因主要有以下几个方面：
1. 热应力：焊接过程中，由于焊接热量的作用，使得焊接区域的温度急剧升高，从而引起材料的扩张和收缩。
这种温度差异会产生热应力，导致焊接件发生变形和应力。
2. 冷却应力：焊接完成后，焊接件会迅速冷却，冷却速度过快会导致焊接件表面和内部温度梯度过大，产生冷却应力，进而引起应力和变形。
3. 材料不匹配：焊接材料的热膨胀系数、熔点、硬度等物理性质不同，容易导致焊接区域产生应力和变形。
4. 焊接结构设计不合理：焊接结构设计不合理，如焊接位置不当、焊接接头不够强壮等，容易导致应力集中和变形。
针对焊接应力和变形的问题，可以采取以下对策：
1. 控制焊接热量：采用合适的焊接参数，控制焊接热源的大小和位置，以减少焊接区域的温度梯度，从而降低应力和变形。
2. 加强冷却措施：在焊接完成后，采取适当的冷却措施，如缓慢冷却、局部加热等，以减少焊接件的冷却速度，从而降低冷却应力。
3. 选择合适的焊接材料：选择合适的焊接材料，如选择热膨胀
系数和熔点相似的材料，可以减少焊接区域的应力和变形。
4. 优化焊接结构设计：优化焊接结构设计，加强焊接部位的加强设计，采用适当的焊接方式和焊接技术，可以减少应力集中和变形。
总之，采取合适的对策，可以有效地控制焊接应力和变形，提高焊接件的质量和性能。
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摘要焊接过程是对焊件的局部进行高温加热使其达到融化状态，随后快速冷却结晶形成焊缝，由于急剧的非平衡加热及冷却,结构将不可避免地产生焊后残余变形、应力以及金属组织的变化。
焊接应力与变形直接影响焊件的尺寸精度、强度、刚度、稳定性以及耐腐蚀性能等。
是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素。
焊接应力与变形过大时，不仅给产品制造工艺增加困难，还会因焊接裂纹或变形过大无法矫正而导致构件报废，造成巨大经济损失。
本文主要阐述焊接变形的影响因素、控制措施和方法。
关键词:焊接变形;影响因素;控制措施目录第一章 1页第一章焊接应力在没有外力的情况下，物体内部存在的应力称为内应力，内应力在物体内部自相平衡，即物体内部各方向的内应力总和等于零，内应力对于任何一点的力矩总和等于零。
常见的内应力有以下几种：1、热应力：又称温度应力。
它是在不均匀加热及冷却过程中所产生的应力，它与加热温度和加热不均匀程度、焊件的钢度以及焊件材料的热物理性能等因素有关。
2、相变应力：金属发生相变时，由于体积发生变化而引起的应力。
3、装配应力：在装配和安装过程中产生的应力。
例如：紧固螺栓、热套结构等均匀有内应力产生。
4、残余应力：当构件上承受局部荷载或经受不均匀加热时，都会在局部地区产生塑性应变。
当局部外载撤去后或热源离去，构件温度恢复到原始的均匀状态时，由于构件内部发生了不能恢复的塑性变形，因而产生了内应力，即残余应力。
残留下来的变形即残余变形。
焊接过程中焊件的热应力是随时间而变化的瞬时应力，焊后残余下来，即为残余应力。
按照焊接应力在空间的方向可以分为单项应力、双向应力和三项应力。
薄板对接时，可以认为是双向应力。
大厚度焊件的焊缝，三个焊缝的交叉处以及存在裂缝、加渣等缺陷通常出现三向应力，三相应力使材料的塑性降低、容易导致脆性断裂，它是一种最危险的应力状态。
第二章焊接变形一、焊接变形发生的原因钢材的焊接通常采用熔化焊方法,把焊接局部连接处加热至溶化状态形成熔池,待其冷却结晶后形成焊缝,使原来分开的钢材连接成整体。
由于焊接加热时还焊接接头局部加热不均匀,金属冷却后沿焊缝纵向收缩时受到焊件低温部分的阻碍，使焊缝及其附近区域受拉应力，远离焊缝区域受压应力。
因加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形，焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来，焊接变形因此产生。
二、焊接变形的主要形式焊接变形主要有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和破浪变形五种基本形式。
其成因如下：收缩变形——是由于焊缝的纵向（沿焊缝方向）和横向（垂直焊缝方向）收缩引起的；10-13角变形——由于V型坡口对接焊焊缝布置不对称，造成焊缝上下横向收缩量不均匀而引起的变形；10-14弯曲变形——T型梁焊接后，由于焊缝布置不对称，焊缝多的一面收缩量大，引起的工件弯曲；10-17扭曲变形——由于焊接过程中焊接顺序和焊接方向不合理引起的工件扭曲，又称为螺旋形变形，多出现在工字梁的焊接加工过程中；10-18波浪变形——这种变形易发生在波板焊接过程中。
是由于焊缝收缩使薄板局部引起较大的压应力而失去稳定性，焊后使构件成波浪形。
10-16错边变形——焊接过程中，由于两块板材的热膨胀不一致，可能引起长度方向或厚度方向上的错边。
10-15第三章焊接变形的影响因素焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。
影响焊接变形的因素很多,但归纳起来主要有材料性能、设计结构和焊接工艺三个方面。
一、材料因素的影响金属的焊接是金属的一种加工性能，接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,它决定于金属材料的本身性质和加工条件。
金属的化学成分不同，其焊接性也不同。
碳的影响最大，其它合金元素可以换算成碳的相当含量来估算它们对焊接性的影响。
碳当量 CE=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Gr+Mo+V)/5(%)式中各化学元素含量取其成分的上限。
碳当量越大，焊接性能越差。
当CE＜0.4%时，钢材焊接性良好，冷裂纹倾向小，焊接时一般不需加热；当CE=0.4～0.6时，焊接性较差，冷冽倾向明显，焊接时需预热并采取其它工艺措施；CE＞0.6时，焊接性差，冷冽倾向严重，焊接时需要较高预热温度和严格的工艺措施。
二、结构设计因素的影响焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。
虽然焊接工件随拘束度的增加,焊接残余应力增加,焊接变形相应减少，但在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的，复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加。
在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。
因此,在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化,对减小焊接变形有着十分重要的作用。
三、焊接工艺的影响1、焊接方法的影响：熔焊使焊缝及其附近的母材经历了一个加热和冷却的热过程，由于温度分度不均匀，焊缝受到一次复杂的冶金过程，焊缝周围受到一次不同规范的热处理，引起相应的组织和性能的变化，直接影响焊缝质量。
在金属结构焊接常用的焊接方法有埋弧焊，手工焊和CO2气体保护焊等，各种焊接方法的热输入差别较大，其中埋弧焊热输入最大，收缩变形最大，手工电弧焊居中，CO2气体保护焊最小。
一般情况下，焊接热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，接头塑性变形区增大。
2、焊接接头形式的影响1)表面堆焊时，焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束，而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束，因此，变形相对较小。
2)T形角接接头和搭接接头时，其焊缝横向收缩情况与堆焊相似，其横向收缩值与角焊缝面积成正比，与板厚成反比。
3)对接接头在单道(层)焊的情况下，其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大，在单面焊时坡口角度大，板厚上、下收缩量差别大，因而角变形较大。
4)双面焊时情况有所不同，随着坡口角度和间隙的减小，横向收缩减小，同时角变形也减小。
焊缝横向收缩变形近似值3、焊接层数的影响1)横向收缩：在对接接头多层焊接时，第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律，第一层以后相当于无间隙对接焊，接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似，因此，收缩变形相对较小。
2)纵向收缩：多层焊接时，每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多，加热范围窄，冷却快，产生的收缩变形小得多，而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束，因此，多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多，而且焊的层数越多，纵向变形越小。
第四章焊接变形的预防与控制措施一、设计措施1、尽量减少焊缝数量焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。
坡口尺寸越大，焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，收缩变形越大。
在设计焊接结构时，应当避免不必要的焊缝，尽量选用型钢、冲压件代替焊件。
合理地选择肋板的形状,适当地安排肋板的位置,优化肋板数量，避免不必要的焊缝,以减少肋板数量来减少焊接和矫正变形的工作量。
2、合理地选择焊接的尺寸和形式焊接尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。
焊缝尺寸大,焊接量大,焊接变形就大。
因此,要尽量减少焊缝的数量和尺寸，在保证结构的承载能力的条件下,设计时应尽量尽可能采用较小的坡口尺寸，减小焊缝截面积，对于板缝较大的对接接头应选“X”型坡口代替“V”型坡口，减少熔敷金属总量以减少变形。
对于不需要进行强度计算的“T”型接头，应选用工艺上合理的最小焊脚尺寸，采用断续焊缝比采用连续焊缝更能减少变形。
当设计计算确定“T”接头角焊缝时，应采用连续焊缝，不应采用与之等强的断续焊缝，并应采用双面连续焊缝代替等强度的单面连续焊缝，以减少焊角尺寸。
对于受力较大的“T”形式或“十”字接头，在保证强度的条件下，应采用开坡口的角焊缝比一般角焊缝可大大减少焊缝金属，减少焊接变形量。
低碳钢最小焊脚尺寸（mm）3、合理设计结构形式及合理安排焊缝位置设计结构时应考虑焊接工作量最小，以及部件总装时的焊接变形量最小。
薄板结构应选合适的板厚，减少骨架间距及焊角尺寸，以减少波浪变形。
此外，还应避免设计曲线形结构。
由于焊缝横向收缩通常比纵向收缩显著，因此应尽量将焊缝布置在平行于焊接变形量最小的方向，焊缝位置应尽量对称于截面中心线（或轴线），或者使焊缝接近中心线线（或轴线），这对于减少梁、柱等类型结构的扭曲曲变形有良好的效果。
二、工艺措施工艺措施是指在焊接构件生产制造过程中所采用的一系列措施,将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后矫正措施。
1、焊前预防措施焊接应力的控制措施主要包括反变形法、加裕量法、刚性固定法和预拉伸法。
1)反变形法是根据预测的焊接变形大小和方向,在焊件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量(反变形量),焊后焊接残余变形抵消了预变形量,使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。
这种预制的反变形可以是弹性的，塑性的或弹塑性的。
采用加裕量的办法控制焊接变形时，在工件下料尺寸上所加的焊接裕量通常为0.1%～0.2%,以弥补焊后变形。
2)刚性固定法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件加以固定来限制焊接变形，对于刚度小的结构刚性固定可有效的控制角变形、波浪变形及弯曲变形。
结构刚度越大，刚性固定法控制弯曲变形的效果就越差。
刚性固定可减少焊接变形，但会产生较大的焊接应力。
3)预拉伸法是采用机械预拉伸或加热预拉伸的方法使钢板得到预先的拉伸与伸长，这时在张紧的钢板上进行焊接装配，焊后去除预拉伸或加热,使钢板恢复初始状态。
此方法多用于薄板平面构件，可有效地降低焊接残余应力,防止波浪变形。
（不同的预热温度在降低残余应力方面有的差别：当预热温度在300℃～400℃时,残余应力水平降低了30%～50%,当预热温度为200℃时,残余应力水平降低了10%～20%。
）2、焊接过程控制措施焊接过程中采用合理的焊接方法和焊接参数,选择合理的焊接次序，随焊强制冷却，等措施均可降低焊接残余应力、减小焊接变形。
1)先焊短焊缝后焊长焊缝。
焊接1米以上的长焊缝时要两头中间断断续续的焊，不要连续焊接，采用逐步退焊、跳焊预留焊接长度的方法,预留100～200mm的焊缝对纵向收缩变形给予补偿，减少焊接变形量。
2)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。
“T”形接头板厚较大时采用开坡口对接焊缝。
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心线（或轴线）对称的焊接顺序。
3)纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。
中心板和内环板之间的焊缝，可由数名焊工均布对称施焊，并可同时进行。
4)对于焊缝较多的构件，组焊时要采取合理的焊接顺序。