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如何预防和消除焊接残余变形 摘要： 焊接残余变形的存在，会影响产品生产工艺流程的正常进行，降低产品的承载能力，使产品的尺寸精度和外形达不到设计和使用的要求。因此，本文从焊接残余变形的种类、变形特点、如何控制及预防等方面，对焊接残余变形的相关知识点，进行了归纳总结。帮助学生更好地理解和掌握相关知识，为今后的工作打下良好的理论基础。 关键词： 焊接残余变形 变形种类 产生原因 消除方法 焊接变形和焊接应力同时存在于焊接结构中，焊接残余变形的存在，不仅会影响产品生产工艺流程的正常进行，使产品达不到设计和使用的质量要求，严重时还会使产品产生报废。因此，理解和掌握生产过程中，产品的变形种类、变形特点、预防和消除的方法在保证产品质量方面，就显得尤为重要。 焊接残余变形的种类及影响因素： 在焊接结构中，我们按焊接变形对整个结构产生的影响程度，可将焊接变形分为二大类，即整体变形和局部变形。整体变形通常包括纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形和扭曲变形。局部变形通常包括角变形和波浪变形。焊接变形的基本形式主要有：收缩变形、角变形、波浪变形和扭曲变形。其中，收缩变形是在焊接过程中最容易出现的。 收缩变形 焊件尺寸在焊后缩短的现象称为收缩变形。它分为纵向收缩变形和横向收缩变形。 1）、纵向收缩变形 即沿着焊缝轴线方向上尺寸的收缩。 产生的主要原因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。 影响纵向收缩变形的因素主要有构件的长度、截面积、焊接方向、焊接方法、焊接热输入及焊接工艺，其中，最重要的是焊接热输入。 2）、横向收缩变形 沿垂直于焊缝轴线方向上尺寸的收缩现象称为横向收缩变形。产生的主要原因是因为热源附近高温区金属的热膨胀受到约束，产生了塑性应变，熔池凝固后焊缝附近金属开始降温而收缩。另一方面是焊缝本身的收缩，但其较小，仅占横向收缩总量的10%左右。 影响横向收缩变形的因素主要有焊接热输入、焊接件的厚度、焊接接头的形式及焊接工艺。 2、角变形 在进行中厚板对接焊、堆焊、塔接焊及T形接头的焊接时，易产生角变形。产生的主要原因是由于在厚度方向上温度分布不均匀，导致压缩塑性变形量在厚度方向上不一致，或者是由于熔化金属在厚度上收缩量不一致而引起的。 影响角变形产生的因主要有焊接热输入、焊接件板厚、坡口形式、坡口尺寸、焊接层数、焊接方法和焊接顺序等。角变形可以通过反变形来预防，也可以用刚性固定法来限制角变形。 3、波浪变形 它是由远离焊缝区的焊接残余压应力引起的一种失稳变形。它主要常见于薄板构件上，在薄板焊接时，如果板中远离焊缝区的压缩残余应力超过了失稳的临界应力值，薄板就会出现波浪变形，而且这种变形的翘曲量一般都比较大，而且，同一构件的失稳变形形态可能有两种以上的失稳形式。 扭曲变形 主要发生在一些框架、杠杆或梁柱等刚性较大的焊接构件上，产生扭曲变形的原因主要是焊缝的角变形沿焊缝长度方向分布不均匀所造成的，如在工字钢的制作中，因焊接方向和顺序不同，焊缝引起的角变形在焊缝长度方向逐渐增大，才引起扭曲变形，如果改变焊接顺序和方向，使两条相邻的焊缝同时向同一方向焊接，或在夹具中进行施焊，就会克服这种扭曲变形。扭曲变形不仅会给下道工序造成困难，还常常会因扭曲变形难以矫正而造成焊件报废。 预防和消除焊接残余变形的措施 控制焊接残余变形，从焊接结构设计时就开始考虑，并采取一切措施进行控制。当进入产品制造阶段，可采用预防变形的焊前措施和焊接过程的主动控制工艺措施。在焊接完成后，只能选择“消极”的矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。 1、焊接残余变形的预防措施 1）、设计措施 （1）、焊缝位置和构件截面尽量要对称 因为构件截面对称的焊缝位置也对称，焊接所引起的变形可以相互抵消，当采用合适的焊接工艺措施时，焊接变形就容易控制。 （2）、焊缝数量和焊缝长度要合理 因为焊接变形与焊接热输入有着直接的关系，焊接热输入大，焊接变形就大，为减少焊接热输入，应尽量选择较短的焊缝长度。同时，在满足结构强度的前提下，选用断续焊缝来代替连续焊缝。另外，采用冲压式铸-焊连合结构来减少焊缝数量，都可预防焊接变形的产生。 （3）、焊缝的截面尺寸尽量要小 因为焊缝截面尺寸大，熔敷金属的量就多，热输入就大，焊接残余变形就大。所以，在保证结构承载能力足够的前提下，尽量采用双U形坡口或双V形坡口，使熔敷金属减少，焊接变形减少。 2）、工艺措施 （1）、增加余量法 在进行材料的下料时，事先考虑到收缩变形，将加工部件的长度或宽度尺寸适当加大，来补偿焊件的收缩。 （2）、反变形法 根据焊件的变形规律，先将焊件向着焊接后产生变形的相反方向