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探析钢结构焊接变形的原因及其控制
探析钢结构焊接变形的原因及其控制摘要：焊接是钢结构制作的重要内容，其质量决定了钢构件的质量。
钢结构焊接过程中，由于加热部位仅仅局限于焊缝和热影响区附近，所以当母材本身体积较大时，其他位置的温度则要比加热区域低得多，一般其他母材部位温度基本相当于室温，因此两者温度可能会相差1000多摄氏度。
这种加热极为不均匀，所以在焊接过程中往往会产生变形和残余内应力。
本文对钢结构焊接变形的主要原因及其控制措施进行了探讨分析。
关键词：焊接质量；影响因素；钢结构；焊接变形；原因；控制策略焊接主要是利用电能转化为电弧所产生的高温使焊缝周围的母材和焊条融化，在高温熔池中依靠电弧吹力的作用下翻腾搅拌，使得熔池混合均匀，当随着焊接热源逐渐远离后，熔池温度逐渐下降，熔池逐渐由液体转变为固态的一个结晶过程，同时微观上又使得被焊母材之间形成了金属键，从而形成不可拆卸的焊缝结构。
一、钢结构焊接变形的主要原因分析钢结构焊接变形的主要原因分析：（1）焊件不均匀受热的原因。
焊接是一种局部加热和冷却的过程，焊件焊接区的金属在热作用下的热自由膨胀受到周围未被加热金属的阻碍而发生压缩缩性变形，所以焊后冷却时，这一区域的金属必然有收缩变短的趋势。
（2）金属组织变化的原因。
有些金属在固态下有相变过程。
焊缝金属在周围冷金属的包围中，冷却速度极快。
如高强钢焊接时，焊缝金属像被淬火一样，来不及相变，直到较低温度下，才从奥氏体转变为马氏体，比容明显增大，这不但可能抵消焊接时产生的部分压缩塑性变形，减小残余拉应力，甚至可能使焊缝区出现较大的压应力。
（3）焊缝金属收缩的原因。
焊缝金属包括熔化的母材和填充金属，甚至包括焊缝两侧力学熔点以上的固态母材金属，它们均处于全塑性状态，只有自身的塑性变形，对周围金属并无推力和拉动作用，这部分金属在力学熔点以下是不能自由收缩的。
二、影响焊接质量的主要因素影响焊接质量的因素主要有：（1）工艺方法因素。
焊接质量对工艺方法的依赖性较强，其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。
浅谈焊接过程中的变形成因及对策与措施
浅谈焊接过程中的变形成因及对策与措施随着我国焊接工艺的快速发展，其应用范围越来越广泛，比如既可以应用于金属材料的焊接，又可以用于非金属材料的焊接，从而有效推动了我国工业发展的步伐。
但是，在焊接的过程中，常常会出现变形问题，从而严重影响了加工件的质量，不利于后期的工业生产活动，而且还造成了一定的损失。
因此，我們必须要研究加工件焊接过程中导致变形的原因，然后采取有力的措施加以解决。
标签：焊接；变形；成因一、焊接过程中产生变形的原因在焊接的过程中，导致变形现象发生的原因有很多，我们必须要分析各种原因，了解清楚产生变形的影响因素，然后才能对症下药，采取有力的措施加以防范。
具体来讲，加工件在焊接过程中出现变形的原因有以下几种。
1.加工件本身的问题加工件在焊接的过程中出现变形问题，一部分原因是加工件自身存在的问题。
2.界面和尺寸问题从加工件的刚度表现来看，比如钢结构，其刚度一般都是体现在抗伸、抗拉、弯曲等几个方面的能力，而这几个方面的能力均受到截面和尺寸大小的影响。
比如在焊接的过程中，如果桁架的横截面没有达到相应的规范，那么就会产生纵向变形的情况；再比如在焊接的过程中，如果遇到丁字形等形状的截面，钢结构也会因为其抗弯刚度不符合要求，最终出现弯曲变形的情况。
3.加工件的刚度问题在某些加工件的焊接过程中，由于加工件的刚度不符合要求，经过相关的焊接处理后，在加工件的焊缝布置上出现了严重不均匀的情况，从而就导致出现比较严重的收缩情况，特别是在那些焊缝比较多的地方，其出现的变形程度就会随之增多。
4.焊接工艺问题加工件的焊接过程出现变形，除了其自身的原因之外，具体的焊接工艺也是原因之一。
比如在焊接的过程中，由于人们没有将电流控制到位，直接导致加工件受热不均匀，最终就出现了焊接变形的情况；再比如在处理多层的钢板焊接时，一般情况下，对于每一层的焊接缝来讲，其所需要的收缩量都是不一样的，如果层数太多的话，最终发生变形的几率也就更大。
焊接变形原因分析及其防止措施
焊接变形原因分析及其防止措施摘要：本文重点对常见焊接变形的原因进行分析，并根据原因分别从设计和工艺两个方面论述防止变形的措施。
关键词：焊接变形原因分析防止措施随着新材料、新结构和新焊接工艺的不断发展，有越来越多的焊接应力变形和强度问题需要研究。
焊接变形在焊接结构生产中经常出现，如果构件上出现了变形，不但影响结构尺寸的准确性和外观美观，而且有可能降低结构的承载能力，引起事故。
同时校正焊接变形需要花费许多工时，有的变形很大，甚至无法校正，造成废品，给企业带来损失。
因此掌握焊接变形的规律和控制焊接变形具有十分重要的现实意义。
一、焊接变形种类生产中常见的焊接变形主要有纵向收缩变形、横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形、螺旋变形。
这几种变形在焊接结构中往往并不是单独出现，而是同时出现，相互影响。
在这里重点对生产中经常出现的纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、错边变形进行分析。
二、焊接变形原因分析1.纵向收缩变形。
焊接时，焊缝及其附近的金属由于在高温下自由变形受到阻碍，产生的压缩性变形，在平行于焊缝的变形称之为纵向收缩性变形。
焊缝纵向收缩变形量可近似的用塑性变形区面积S来衡量，变形区面积S于焊接线能量有直接关系，焊接线能量越小，S越小，反之S越大。
同样截面的焊缝可以一次焊成，也可以分几层焊成，多层焊每次所用的线能量比单层焊时小得多，因此每层焊缝产生的塑性变形区的面积S比单层焊时小，但多层焊所引起的总变形量并不等于各层焊缝的总和。
因为各层所产生的塑性变形区面积和是相互重叠的。
从上述分析可以看出多层焊所引起的纵向收缩比单层焊小，所以分的层数越多，每层所用的线能量就越小，变形也越小。
2.横向收缩变形。
横向收缩变形是指垂直于焊缝方向的变形，焊缝不但发生纵向收缩变形，同时也发生横向收缩变形，其变形产生的过程比较复杂，下面分几种焊缝情况来分析。
2.1堆焊和角焊缝。
首先研究在平板全长上对焊一条焊缝的情况。
当板很窄，可以把焊缝当作沿全长同时加热，采用分析纵向收缩的方法加以处理。
浅议焊接变形的影响因素及控制方法
浅议焊接变形的影响因素及控制方法焊接是一种常见的金属连接技术，它被广泛应用于工业制造、构造工程、日常生活中各种制品和设备等领域。
但是，焊接过程中会产生变形，这会对焊接部件的精度、质量、尺寸和功能等方面造成不良影响，甚至导致焊接不合格。
因此，控制焊接变形是提高焊接质量和生产效率的重要课题。
本文浅议焊接变形的影响因素及控制方法，以期为焊接行业的从业者提供一些参考和借鉴。
一、焊接变形的影响因素焊接过程中的变形是指焊接部件由于受到热变形和残余应力的影响而发生形状和尺寸的改变。
焊接变形是与焊接工艺和焊接部件的材料、几何形状和配合方式等因素密切相关的。
下面分别从以下几个方面进行简单介绍。
1.热应力焊接过程中，当焊接部件受到高温作用时，部件材料将经历体积膨胀和形变等现象，从而产生热应力。
热应力是导致焊接变形的主要原因之一。
它主要与焊接部件的材料热膨胀系数、传热速率、焊接布局、焊接工艺等因素相关。
2.合理焊接布局合理的焊接布局能够有效地减小焊接变形。
例如，将焊接接头分成多层或采用螺栓连接等结构时，可以减小焊接变形。
此外，尽量减少焊接接头数量以及布置对称或等于时，可以避免产生不必要的变形。
3.管制焊接工艺参数焊接工艺是焊接变形的重要因素之一。
对于不同材料、不同工件和不同的焊接布局，需要采取不同的工艺参数，控制焊接温度、热输入、焊接速度、预加热温度、后热处理等因素，达到控制变形的目的。
4.部件支撑方式焊接部件的支撑方式也会影响焊接变形。
合理的支撑方法能够提高部件的初始刚度，并减小变形。
在一些情况下，增加支撑可以减少热影响区域，从而降低热应力和变形。
二、控制焊接变形的方法为了尽量减小焊接变形在焊接生产中的影响，有必要采用一些具体控制方法。
下面简述几种常见的方法。
1.控制焊接温度焊接温度是影响焊接变形的重要因素之一。
通过控制焊接温度，可以减小热影响区域，减少残余应力的影响，从而降低焊接变形。
具体措施有提高焊接速度、减少电弧时间或间断焊等方法。
焊接变形产生的原因及预防措施24页word文档
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。
浅谈构件焊接中变形的原因及预防措施
浅谈构件焊接中变形的原因及预防措施摘要：介绍了焊接中的局部变形、构件侧弯、构件扭曲、构件下挠等产生的原因，有针对性的提出了若干预防措施。
关键词：焊接；构件；变形；措施在钢结构件焊接制造过程中，由于有些构件的外形尺寸较大，形状多样，焊缝多，焊接位置不对称，或操作不当等因素，常出现各种焊接问题，影响钢结构件的拼装质量和降低钢结构件的使用寿命。
本文就钢结构构件制作焊接中存在的变形问题及产生的原因进行分析，并提出相应的预防措施和处理方法。
一、焊接中的局部变形和角变形（一）产生的原因。
（1）制作构件的刚性小或不均匀，焊后收缩，变形不一致。
（2）制作构件本身焊缝布置不均、导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大，变形也大。
（3）焊接操作人员操作不当，未进行对称分层、分段和间断施焊，焊接电流、速度和方向不一致，造成构件变形不符合要求。
（4）焊接时“咬肉”过大，引起焊接应力集中和过量变形。
（5）焊接放置不平，应力集中释放时引起变形。
（二）预防措施。
（1）设计时，尽量使构件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝，减少交叉和密集焊缝。
（2）制定合理的焊接顺序，以减小变形。
（3）对尺寸大和焊缝多的构件，采用分段、分层和间断施焊，并控制电流、速度和方向一致。
（4）手工焊接较长焊缝时，应采用分段进行间断焊接法，由工件的中间向两头退焊，焊接时人员应对称分散布置，避免由于热量集中引起变形。
（5）形状不对称的大型构件，应将小部件组焊矫正完变形后，再进行总组装配焊接，以减少整体变形。
（6）构件焊接应经常翻动，使变形互相抵消。
（7）对焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理。
（8）对外焊加同件，用增大构件刚性来限制焊接变形，加固件的位置应设在收缩应力的反面。
（三）处理方法。
对已变形的构件，如变形不大，可人工用卡具矫正：如变形较大的，可用火焰矫正；对局部变形可用火烤变形部位矫正；角变形采用边烤边用千斤顶施压的方法予以矫正。
二、构件侧弯变形（一）产生原因。
焊接变形的原因及控制方法论文
焊接变形的原因及控制方法论文摘要:在焊接过程中由于急剧的非平衡加热及冷却，结构将不可避免地产生不可忽视的焊接残余变形。
焊接残余变形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。
针对钢结构工程焊接技术的重点和难点，根据多年的工程实践经验，本文主要阐述实用焊接变形的影响因素及控制措施和方法。
关键词:焊接变形；影响因素；控制措施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。
一、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。
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焊接结构产生收缩变形的原因分析,机械自
动化-
摘要：焊接结构在焊接过程中将不可避免的会产生焊接变形，焊接变形对结构的生产加工产生了一系列不利的影响，甚至造成结构的报废。
焊接变形的类型较多，但不论是何种变形，它们形成的根源是由于焊缝的纵向和横向缩短造成的。
本文论述了焊接结构产生纵向和横向收缩变形的主要原因及影响因素。
关键词：焊接结构纵向横向变形原因
1 引言
机械制造工业是国民经济的基础工业，它决定着整个国家的工业生产能力和水平，而焊接技术则是机械制造工业中的关键技术之一。
随着现代工业的高速发展，焊接结构的应用也几乎涉及到国民经济的各个领域，如石油与化工机械、超重运输设备、宇航运载工具、车辆与船舶制造、冶金、矿山、建筑结构及国防工业等。
但结构在焊接时，往往会产生各种类型的焊接变形，如弯曲变形、角变形、扭曲变形、错边变形等，这些变形形成的根本原因是由于焊缝的收缩造成的。
焊接变形会降低焊接结构的承
载能力和使用寿命，而且在焊后要进行大量复杂的矫正工作，严重的甚至造成焊件报废。
因此在生产过程中必须控制焊接结构的变形，才能提高产品质量和缩短生产周期，所以研究焊缝产生收缩变形的原因及影响因素具有重要的意义。
2 焊接结构产生焊接变形的根本原因
焊接热过程是一个不均匀加热的过程，在焊接热源的作用下，液态金属周围的温度分布极不均匀，引起焊件各区域不均匀的体积膨胀和收缩，从而产生焊接变形。
3 焊接结构产生收缩变形的原因及影响因素
由于焊接接头的形式、钢板的厚薄、焊缝的长短、焊件的形状、焊缝的位置等原因，会出现各种不同形式的变形，按基本变形的形式不同，焊接结构的变形种类有：
（1）收缩变形
焊件焊后其尺寸的缩短称为收缩变形。
它分为纵向收缩变形和横向收缩变形。
如图所示
图纵向横向收缩变形
1）纵向收缩变形
纵向收缩变形即沿焊缝轴线方向尺寸的缩短。
这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。
纵向收缩变形量的大小主要取决于焊缝的长度、焊件的截面积以及压缩塑性变形区的截面积大小、焊接结构的原始温度及构件的线膨胀系数等。
焊件的截面积越大，焊缝的纵向收缩量越小。
焊缝的长度越长，纵向收缩量越大。
从这个角度考虑，对结构无密封性要求或结构强度满足要求的情况下，可将连续焊缝改为间断焊缝，对减小焊缝的纵向收缩能起到一定的作用。
压缩塑性变形区的截面积大小主要取决于线能量。
对于同样
截面的焊缝可以一次焊成，也可以分几层焊接，但多层焊的每层所采用的线能量比单层焊的小得多，因此多层焊时每层所产生的塑性变形区的截面积比单层焊时小。
所以，对截面相同的焊缝，采用多层焊引起的纵向收缩量比单层焊小，分的层数越多，每层的线能量越小，纵向收缩量就越小。
焊接结构的原始温度对焊件的纵向收缩也有影响。
一般来说，焊件的原始温度越高，相当于线能量增大，焊接塑性变形区扩大，焊后纵向收缩量增大。
但是，当原始温度太高，可能出现相反的情况，因为原始温度过高，焊件的温度梯度减小，温度趋于均匀化，压缩塑性应变下降，可使压缩塑性变形减小，从而使纵向收缩量减小。
构件的线膨胀系数对纵向收缩量也有一定的影响，线膨胀系数大的材料，焊后纵向收缩量也大。
2）横向收缩变形
横向收缩变形系指沿垂直于焊缝轴线方向尺寸的缩短。
对于不同的接头形式，横向收缩变形的主要影响因素不同。
①堆焊焊缝及角焊缝的横向收缩
平板上堆焊一条焊缝，在堆焊过程中沿焊缝长度方向不可能同时加热。
沿焊缝长度方向各点的温度不一致，焊接热源附近的金属，其热膨胀变形不但受板厚方向较低温度金属的限制，而且
受板宽方向以及板长方向较低温度金属的限制，使其承受压力，因而沿板宽方向上产生压缩塑性变形，使之在厚度方向上增厚，则产生横向收缩变形。
焊接线能量越大，横向收缩量越大；板厚增加，横向收缩量减小。
另外，由于每条焊缝是逐步焊成的，先焊的焊缝冷却收缩对后焊的焊缝有一定的挤压作用，使后焊的焊缝横向收缩量更大，因而沿焊接方向上横向收缩量是逐渐增大的，但到一定长度后逐渐趋于稳定，不再增大。
2）对接焊缝的横向收缩
对接接头横向收缩变形量的大小与板厚、材质、拘束情况、焊接线能量、坡口形式和根部间隙等有关。
热导率和热膨胀系数较大的材料，横向收缩量也较大；随着外部施加的拘束力的增加，结构产生的横向收缩量将逐渐减小；当焊接时采用的线能量较大时，焊接区受热面积增大，产生的横向收缩量也较大；当工件坡口间隙增大时，焊缝填充金属量增加，横向收缩量也将随之增加；同一构件，开双Y形坡口比开单边V 形坡口的横向收缩量小，因为单边V形坡口的焊缝截面积较大。
4 结束语
焊缝的收缩变形是焊件最基本的变形形式，所有焊件都不可避免地会产生收缩变形，而结构中一旦出现焊接变形将首先使结
构的尺寸达不到要求，结构的零件或部件由于焊接而引起残余变形，直接降低装配质量；其次过大的残余变形还会增加结构的制造成本，降低焊接接头的性能。
如焊件产生较大的变形，则必须进行矫正，比较复杂的变形其矫正工作量很大，从而使生率下降，结构制造成本增加；另外，矫正部位的性能下降，会消耗掉一部分材料的塑性。
还有焊件的残余变形会降低结构的承载能力，如压力容器中过大的焊接角变形，会引起较大的附加应力，甚至可能导致脆断事故的发生。
因此，实际生产中，必须严格控制焊接变形，使变形量控制在技术要求的范围之内。