焊接变形的影响因素及预防措施探析

摘要：随着我国建设工程事业的飞速发展，各种焊接技术的建设标准已从强度和耐久性满足使用要求提高到创精品工程的高度。然而在施工过程中，焊接变形一直是建筑工程领域较难克服的技术问题，而且由于焊接变形往往会引起建筑施工的质量问题，是一件比较棘手和难办的事。因而，高质量、高技术的焊接工艺是做好建筑工程项目的关键，本文针对焊接变形的分类和引起变形的原因进行分析，并提出相应的预防和治理措施，为高品质的焊接技术研究的提供必要的理论构建。

关键词：焊接变形；种类；预防；措施

随着社会现代化进程的加快，城市化建设水平的不断提高，在焊接结构施工中，焊接变形作为施工结构质量的控制和管理问题，是结构工程领域常见的技术性难题，往往会因为其质量和操作手段不专业等原因，引起结构质量水平低下，严重影响了工程结构建设，是一件值得引起重视和解决的问题，因此，加大对焊接结构施工工艺的优化和监理，提升构件质量，对于我国建筑构件的良性发展起着关键作用，同时，高质量的焊接技术工程是保证结构建筑品质的关键，对创造人们现代安全便捷的生活建筑环境具有重要意义。下面是对焊接变形的种类、影响因素以及预防变形措施的分析。

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一、焊接变形的含义以及分类情况

焊接变形是在进行结构焊接时，由于不同的温度差异所造成的在金属焊接构件中不均匀的内应力，使得焊接材料的达到其应力的屈服限度，导致材料的局部区域不规则的收缩变形，即塑性材料变形。而当焊接温度逐步恢复到材料的原始均匀状态后，这种由于温差造成的构件内部会产生新的应力，并且残存于材料焊接构件中，被称作结构的残余应力，导致焊接残余变形，一般情况下，焊接变形常见的主要有以下几种；

（1）焊接纵向收缩变形，即在焊接后发生的构件在焊缝方向上的收缩变形；

（2）焊接横向收缩变形，即焊接后发生的在构件在垂直焊缝方向的收缩变形；

（3）焊接挠曲变形，是指焊接后，构件在纵向和横向两个不同方向的收缩变形；

这种挠曲变形可以有两种变形同时引起，构件变形较为复杂；

（4）焊接角变形，是指焊接后的构件平面出现的围绕焊缝的焊接角位移现象；在角变形在焊接变形中较为常见；

（5）焊接波浪变形，是指在焊后构件上发生的波浪形状的变形，通常在薄

板焊接构件上比较容易发生；

（6）焊接错边变形。在焊接过程中，由于两焊接构件的属性不同，其热膨胀的差异导致的在焊接构件长度方向上的错边和厚度方向上的错边；

（7）焊接螺旋变形。焊后后，构件出现的形状类似麻花、螺旋形的变形、扭曲。

二、焊接变形的基本规律以及影响因素

1、在焊接纵向收缩变形上，变形的主要影响因素主要有焊接构件的截面积、构件长度大小以及压缩塑性质变形大小等因素，此外，挠曲焊接变形也受这些因素的影响，同时，在具体的焊接方法选择上、焊接参数的合理确定以及焊接次序的排列上又分别有着不同程度的影响，度会导致构件的压缩塑性变形，此外，构件材料的热物理参量也会影响构件焊接变形的程度，其中，焊接线能量的影响是关键的，根据发现，一般情况下，焊接线的能量与构件纵向收缩变形成正比，焊接线能量越高，纵向收缩程度越高，焊接线能量越低，对构建纵向收缩影响越小。此外，截面积相同的焊缝，多层焊接的线能量比单层焊接要小很多，所以，多层焊接引起变形的可能性相对要小，同理，间断性的焊接方式要比连续焊接能力量小，引起纵向收缩可能也会小，而由于焊缝在构件中处于不对称的位置，此时焊缝会引起不均匀的应力，使焊接构件会缩短、弯曲，甚至会发生焊接的挠曲变形。

2、在焊接构件的横向收缩变形及引起的挠曲变形上，主要与焊接线的能量和构件板的薄厚程度有关，焊接线的能量与越高，横向收缩量越多；焊接构件板厚越逐步增多，横向收缩量逐步会减少。而且焊接缝的横向收缩程度逐渐由小到大沿着焊接方向增长，到达一定程度后会稳定下来。此外，根据实践发现，在运用埋弧自动焊接方法时，横向收缩量手工电弧焊接所造成的横向收缩变形量相对要小一些，而气焊时，横向收缩量要大于手工电弧焊接。同样，不对称的横向焊缝结构分布也会引起构建结构发生挠曲变形。

3、角变形

角变形的大小取决于构件的压缩塑性变形的大小和分布情况，同时也取决于板的刚度。同一种板厚，随着焊接线能量的增加，正反两面塑性变形量的差值将增加，角变形量也将增加。但当线能量达到某一值时，角变形不再上升，如果进一步提高线能量，会出现角变形减小的现象。

4、波浪变形

由于焊接应力的作用，薄板可能发生失稳，从而产生波浪变形。降低波浪变形可以从降低压应力和提高临界应力两方面着手。因压应力的大小和拉应力的区域大小成正比，故减小塑性变形区就可能降低压应力的数值。此外，采用塑性变形区小的焊接方法和措施可以减少波浪变形。

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5、螺旋形扭曲变形

螺旋形扭曲变形的主要原因是由于焊缝角变形沿长度上的分布不均匀性和工件的纵向错边造成的。这种变形在较长梁形构件焊接时比较常见。

三、焊接变形的预防错施

1、选择合理的焊接尺寸和方法

在对构件进行焊接的时候，要根据焊接构件的具体情况合理的选择焊缝尺寸和方法，不仅关系到焊接的工作量，还会影响到焊接变形的程度。在保证焊接质量的前提下，按照厚度来设计合理的焊缝尺寸大小，不同的焊缝坡口形式需要不同的焊缝金属量，要选用焊缝金属少的坡口形式进行焊接，从而减小焊接变形的风险。

2、减少不必要的焊接程序

在作业条件允许的情况下，利用压型等加工手段，不断地提高焊接构件的刚性和材质的稳定性，来减少焊接变形的可能性。

3、合理选择焊接焊缝的位置

在对焊接构件进行设计时，要合理安排和选择焊缝位置，尽量使得焊缝和截面中性轴相互对称，或者接近于构建的中性轴，以减少焊接过程中梁、柱类的结构构建发生挠曲变形，从而加强焊接质量。

4、反变形法

在进行构件焊接的时候，要预先对焊接过程中可能发生的变形进行预测和估计，预测变形方向以及大小，适时的装配构件在相反方向的变形，使得该变形和焊接工程中发生的变形相互抵消，平衡构件，达到焊接设计要求。

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5、要遵循焊接规范，科学合理地选择焊接方法

严格遵守焊接手册的规范要求，并通过对焊接技术的分析，选用针对性的焊接方法和手段，比如使用焊接线能量较低的方法，可以有效地防止焊接发生变形等。

6、选择合理的焊接装配顺序

在实际焊接生产工程中，通过把适当地吧结构件分成几个部件，在对其进行分别地装配焊接，然后再将这些焊好的部件拼焊成一个整体，可以使那些不对称的或收缩力较大的焊缝自由地收缩，而不影响整体结构，从而很好地控制构件结构的焊接变形。

综上所述，只要在实际焊接生产中充分掌握了焊接变形的规律和预防焊接变形的措施，就能够最大限度地减少焊接变形，从而降低矫正焊接变形的工时，提高整体焊接生产的工作效率。因此，加强对建筑构件工艺中焊接技术和结构质量的优化是一项重要环节，在对焊接技术施工机械和施工技术方案的检验和审查以及施工过程中，就焊接环节的质量监理，以便及早发现问题，“防患于未然”，同时监理焊机施工工艺全过程的管理和控制，因为焊接变形对于结构生产来讲是个重要步骤，为了保证焊接结构的美观，确定合理的焊接结构尺寸，避免出现焊接变形带来矫正的种种工作困难，采取必要的预防措施来提高焊接结构的稳定性十分重要。

参考文献：

[1]陈祝年.焊接工程师手册.机械工业出版社,2002.

[2]GBJ128—1990,立式筒形钢制焊接油罐施工以及验收规范[S]

[3]焊接手册（修订版）[S]，中国机械工程学会焊接分会编.北京：机械工业出版社，2001.8

[4]《立式筒形钢制焊接油罐施工以及验收规范》GB50128-2005，中国石油天然气集团公司编，北京：中国计划出版社，2006