焊接变形的控制及预防措施探究
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。
焊接变形的控制和预防不锈钢焊接变形的预防措施探讨
焊接变形的控制和预防不锈钢焊接变形的预防措施探讨关键词：焊接变形；不锈钢焊接变形；预防措施引言不锈钢管道因其具有耐腐蚀、易维护、抗氧化、使用寿命长等优势，在很多行业得到了应用，然而如果不锈钢管道焊接施工的质量控制不到位，将很容易形成安全隐患，因而研究不锈钢管道焊接施工的质量控制就显得非常重要。
1焊接方法概述1.1焊条电弧焊电弧焊接方式利用焊条和焊接为电极，利用电极阴阳两级之间产生的电弧热进行焊接，在焊接过程中，电弧热能够有效地融化焊接金属和母体，随着热源的移动，母体的不同位置进行融化、冷却形成焊缝。
电弧焊接具有操作简单，投资少等优势，适用于不同位置的焊接。
目前几乎所有的金属焊接均可以使用电弧焊接方式。
另外，该焊接方式不受焊接位置和地点的约束，适用性强。
1.2氩弧焊氩弧焊接是一种使用惰性气体为保护气体的电弧焊接方式。
其主要的优势为保护效果好、热影响区域相对较窄，在耐热钢、不锈钢和有色金属焊接方面具有优势。
因氩气是一种良好的惰性气体，不与金属发生作用，因此在焊接过程中对于金属的保护效果较好，焊接质量高。
氩弧焊接可以分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊。
两种方式区别之处是钨极氩弧焊使用钨棒作为电极，而熔化极氩弧焊使用焊丝作为电极使用。
在焊接过程中，需要对焊接过程中的输入热量进行着重控制，一般采用较小的焊条直径、较低的层间温度和小的焊接线能量，可以提升冲击韧性。
对焊接接头进行焊接后的热处理工作。
2焊接变形简介在焊接过程中，由于操作的特殊性，出现变形的原因有很多种，其中，母材材质质量不达标则会出现严重的问题;填充材料与母材之间的黏合度不够，则会产生很大的变形;焊接方法不娴熟以及使用方法不正确、顺序不正确，操作上的失误也会造成变形现象的产生;焊接过程中没有根据相关操作标准进行焊接，焊接参数不正确等，这些最基本内容上出现了错误也就会导致焊接出现变形现象，或者出现一些很难处理的问题。
根据现场经验，6"以下不锈钢管线的焊接变形更为明显，一般体现为管线弯曲变形和焊接区域塌陷。
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。
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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。
焊接变形产生原因及防止措施
1、手工锤击矫正薄板波浪变形的方法
• 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。
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。
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焊接变形产生原因及防止措施
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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焊接变形产生原因及防止措施
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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焊接变形产生原因及防止措施
结束
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焊接变形产生原因及防止措施
• 散热法和冷焊法原理是一样的，就是减少热输 入
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焊接变形产生原因及防止措施
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焊接变形产生原因及防止措施
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。
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。
焊接变形原因及预防措施资料
第二节
焊接变形
一、焊接变形的种类及其影响因素
焊接变形分为5种基本变形形式：收缩变形、 角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。
焊接变形的基本形式
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1. 收缩变形 焊件尺寸比焊前缩短的现象称为收缩变形。
纵向和横向收缩变形 （1）纵向收缩变形 （2）横向收缩变形 2. 角变形 角变形产生的根本原因是由于焊缝的横向收 缩沿板厚分布不均匀所致。
焊接结构的不足之处大多反映在焊接接头 上的问题，主要有以下几方面：
1）焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程， 焊接结构必然存在焊接残余应力和变形，这不仅 影响焊接结构的外形尺寸和外观质量，同时给焊 后的继续加工带来很多麻烦，甚至直接影响焊接 结构的强度。 2）由于焊接接头要经历冶炼、凝固和热处理 三个阶段。 3）焊接会改变材料的部分性能。
只要允许，多采用型材、冲压件；焊缝 多且密集处，可以采用铸—焊联合结构， 就可以减少焊缝数量。此外，适当增加壁 板厚度，以减少肋板数量，或者采用压型 结构代替肋板结构，都对防止薄板结构的 变形有利。
（3）合理安排焊缝位置 梁、柱等焊接构件、常因焊缝偏心配置而产 生弯曲变形。
箱形结构的焊缝安排
合理安排焊缝位置防止变形 2. 工艺措施 （1） 留余量法 （2） 反变形法
1. 对结构强度的影响 2. 对焊件加工尺寸精度的影响
机械加工引起内应力释放和变形 3. 对受压杆件稳定性的影响
四、控制焊接残余应力的措施
1. 设计措施 1）尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸。
2）避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够 的距离。
容器接管焊接 3）采用刚性较小的接头形式。
减小接头的刚性措施
平板对接焊时的反变形法 （3）刚性固定法 1） 将焊件固定在刚性平台上。
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。
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焊接变形的控制及预防措施探究
焊接过程中，由于焊缝金属和基础材料的冷热循环问题所引发的收缩、膨胀，被称之为是焊
接变形问题。
在进行焊接工作的时候，沿着同一边进行焊接，可能会引发变形超过两边交叉
焊接，并且由于焊接所引发的冷热循环中，会对金属的收缩性造成影响，并导致变形问题的
出现，像金属在受热过程中，其机械、物理性能都会有所变化，当热膨胀增大、热量增大的
时候，焊接区域的温度会升高，进而导致焊接区域钢板的弹性、强度和热导性能出现降低的
情况。
1 焊接应力和焊接变形的定义
在钢结构焊接过程中，由于焊接时产生的热源以及焊接热循环的影响，使焊件不均匀受热，
在焊件上形成了不均匀的温度区域，致使焊件根据钢结构的特性不均匀的收缩及膨胀，使焊
件内部形成焊接应力引起形变。
焊接应力根据焊件材质、焊接时施工方法、焊接工艺及固定
时的拘束程度等，造成不同的焊接应力大小及分布，按照焊接应力作用方向可将其分为三大类，分别为单向力、双向应力及三向应力。
薄板的对接焊划归为双向应力；大厚度焊件、丁
字焊缝划归为三向应力，其具有纵向应力、横向应力及厚度方向产生的应力。
三向应力会使
钢结构的脆性断裂更易发生，降低材料的塑性，是一种存在安全隐患的应力状态。
焊接残余
应力和变形，对钢结构的承载能力以及构件的加工精度有着很大的影响，施工中应该从源头
抓起，强化设计方案，增强焊接工艺、焊接方法的精确度，降低焊接应力和残余变形对钢结
构造成的影响。
2 导致焊接变形的原因
1)焊接应力的产生是导致焊接变形最主要的原因。
焊接工件的大小程度，复杂情况会产生大
小数量不等的复杂焊缝。
在处理焊缝的过程中，就有难以预测的复杂应力产生，从而导致焊
接变形。
变形度越大那么工件的外观和质量就会受影响。
甚至可能会报废，或发生安全事故，造成经济损失。
2)受焊接材料的影响。
焊接材料的质量好坏对焊接变形会产生影响。
材料基
本都是金属，金属本身有特殊的热物理性。
焊接材料的热传导系数越大，温度梯度较小，这
样焊接变形的几率也就越小。
焊接是向母材料焊口加热，让其产生高温，使焊材与母材料完
全融合。
如果在加热过程中，受热不均匀，都会导致焊接变形。
3)焊接结构的设计。
焊接结
构因素是焊接变形的最大原因。
焊接结构设计非常复杂。
工件自身是拘束体，它随焊接而慢
慢变化。
所以工作的难度比较大。
焊接会出现数量、结构不一样的焊缝。
如果焊缝的结构复杂，焊接就更难掌握。
因为一部分结构件设计繁琐。
技术含量要求比较高，所以对焊接的各
环节的要求都很严格。
假设焊接结构设计不合理，其中随便哪一个地方出现问题，都会出现
焊接变形的情况。
4)没有制定合理的焊接工艺。
不合理的焊接工艺会影响产品的质量和生产
效率。
焊接工艺也考验师傅的手艺。
当然，对技师的要求也必须要高。
焊接时所需要的电压、工件的固定、焊接的前后顺序，怎么选择合理的焊接设备，等各方面用到的工具都是焊接工
艺对焊接变不变形的重要影响部分。
这就需要丰富的理论知识和实践经验的技师来制定合理
的焊接工艺。
3 钢结构焊接变形与焊接应力的分类
3.1 钢结构焊接变形的种类
钢结构焊接变形可以分为两大类，即为面内变形和面外变形。
而面内变形可分为纵向收缩变形、焊缝回转变形及横向收缩变形三小类，面外变形多为弯曲形变、扭曲形变、角形变及失
稳波浪形变等。
其中，钢结构多表现为纵向收缩变形和横向收缩变形，而在不同焊件中，这
两种变形往往会因焊缝的数量及位置分布不同，表现出其他形式的变形。
3.2 残余应力的分类
在进行焊接冷却后，部分焊件中仍残存未消除的应力。
通常情况下，称此类残存应力为焊接
残余应力，根据残余应力的方向区别，将残余应力分为纵向应力、横向应力及沿焊缝厚度方
向的残余应力三类别。
4 钢结构焊接应力控制的策略分析
4.1 振动时效法
采用振动时效法实践的焊接经验可知，在降低焊接残余应力方面振动时效法有着显著作用，
振动时效法其优势在于其作用下不受钢结构尺寸、形状、重量等因素的制约。
同时施工周期短、效率高并且没有污染。
因此可以选择结合钢结构的外形特点及应力情况，合理选择有效
的振型，对钢结构残余应力部位施加适度振动，消除构件内部的残余应力，保证钢结构的稳
定性。
特别是对于环状钢结构，振动时效法对稳定构件的行为尺寸效果显著。
4.2 采取合理的焊接顺序
在焊接过程中应遵循先焊中间，后焊四周的施工顺序，这样可以做到焊缝按照中间向四周的
方向依次收缩，减小其相互作用力。
在构件表面有交叉焊缝的情况下，着重注意交叉处的焊
接工艺。
在靠近纵向焊缝的横向焊缝处，多会有未焊透的情况，且同时此部分未焊透的情况
多有出现，此时焊接缝正好在纵焊缝的拉伸应力场中，三向应力就会产生，造成脆性形变。
4.3 间断焊接法
间断焊接法的原理是使焊接区附件的构件长期处于冷却状态，降低钢结构受到的热源影响，
降低焊接应力。
根据钢结构的实际情况，间断性的进行焊接，然而在时间上会用到更多工期。
例如在电弧冷焊时，先进行很短的焊缝焊接，再进行其他的焊接工作。
4.4 减小焊缝尺寸设计要求
在设计优化阶段，利用应力计算合理考虑局部加热循环，避免其引起的二次焊接应力。
同时
端正观念，消除焊缝越大越安全的错误想法。
施焊过程中控制好焊缝的尺寸，控制好焊缝的
坡口角度，尽量采用双面焊接坡口。
4.5 减小焊接拘束度
焊接时构件受到的约束力越大，产生的焊接应力就越强，对钢结构的稳定性影响就越大。
因
此在焊接时，避免焊缝处受到的约束力过大。
比如在长构件的焊接时，采用拼接板条，再进
行自由状态下的施焊，严禁在组装时焊接。
同时要按照施工工艺进行拼接步骤，避免钢结构
的各个部位无法自行收缩，增大了其内部的约束力，造成残余应力的增加。
4.6 对构件进行分解施工
常态下体积越大的钢结构，焊接起来更加复杂。
在施工时可以把大型钢结构进行分解焊接，
待校正完成后再进行总体焊接安装，提高施工效率的同时降低了焊接应力，同时提高了钢结
构的整体精准度。
4.7 补偿加热法
对于较厚的钢构件，可以在焊接前进行焊前预热，有效减少焊接热输入的流失，避免因热度
不均匀而产生裂缝。
结合现场实际情况对焊缝周围的一些构件部位进行预热，结合钢构件的
实际情况确定加热的温度量。
5 结论
产生焊接变形的原因非常复杂，特别是对于大构件的焊接，由于它本身质量和尺寸都比较大，焊缝的分布也比较复杂。
还有设计方面的因素，所以，在对大构件焊接途中的变形控制就非
常困难。
同时，大件的生产成本本来就高的多，就必须要降低大件的报废率。
所以，控制焊
接变形是很重要的一门技术。
当然，也要提高技师的专业水平，减少人为原因使焊接变形的
情况。
还要不断学习和引进优秀的技术和设备工具，有效地控制焊接变形，才能提高产品生
产率、质量和合格率。
参考文献
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