摘要：在焊接过程中极其容易产生焊接变形，焊接变形直接影响产品美观，而且焊接变形后造成焊缝应力集中，容易产生焊接裂纹、焊缝棱角度超标等缺陷。笔者主要从制造的焊接工艺与焊接检验工作多年，焊接裂纹、焊接棱角度超标在行业内不被客户及其监督检验机构接受。亲身经历了因焊缝变形导致返工，给公司造成了巨大的损失，所以就在控制铝镁合金变形上的经验措施与行业工作者探讨有较大的实际意义。本文主要针对焊接变形提出在实际焊接过程中比较有效的预防措施。
关键词：焊接变形；原因；措施
引言
钢结构的焊接质量直接影响着产品的质量合格率的高低，是产品质量的重要保证。对钢结构的焊接质量和工艺进行具体分析和研究，能够提高产品合格率，降低企业生产成本，使企业高效发展。影响因素焊接质量的主要体现在焊接引起的变形上，因此如何消除焊接变形是提高焊接质量的主要方向。
1、焊接变形的类型
（1）弯曲变形。焊接弯曲变形实际上指的是由于多条焊缝的内力和收缩变形所导致的变形，这样的情况大多发生于焊接部件的外部上，比如一些尺寸相差过大，横截面积不对称的地方。有时还是由于焊接次序不合理造成的。（2）收缩变形收缩变形是常见的大型结构件焊接变形的一种，它是焊接变形的基本类型。主要是指在大型结构件焊接冷却的过程中（焊缝由液态转为固态转化）将产生焊接应力和焊缝体积缩小的现象，这样就容易造成焊接后所焊接的物件的外形尺寸变小，这样的情况主要发生在简单的结构焊接件焊接中。（3）波浪式变形。所谓波浪式变形，通常指的是当板材的厚度小于5-6mm的时候，这样的薄板在焊接过程中，容易出现波浪变形，之所以会出现这样的情况可能是又在焊缝收缩的过程中由于局部的较大压应力引起薄板之间的失稳而引起。
2、钢结构焊接的变形
2.1加热过程带来的变形
在进行钢结构的焊接作业时，会对钢结构进行局部加热。加热过程中焊缝周围会达到较高的温度，但距焊缝较远的金属由于没有受热，其温度会与工作温度相近。在加热过程中，距离焊缝较近的金属在加热状态下发生膨胀，距离较远的金属不会发生膨胀。不膨胀的区域会对焊缝处的金属膨胀过程产生较大的影响，而造成焊缝处的金属发生塑性变形。在加热结束后的冷却阶段，由于温度的不同也会影响焊缝处金属的自由塑性收缩，带来焊接钢结构的收缩而产生焊接变形和焊接应力。
2.2焊接工艺产生的变形
焊接工艺的选取也会对焊接变形产生较大影响，这在很多方面都可以得到体现，特别是钢结构的固定措施、焊接的胎架以及具体的焊接顺序。以及焊接操作时选择合适的电压值等。在多个工艺方法的选取中，对于焊接变形影响最大的就是焊接顺序的选取。这是因为焊接顺序的改变，影响着参与应力的分布范围以及状态的变化，直接导致了焊接的变形大小[2]。与此同时，焊接工艺以及多层焊参数的选取，也会对焊接变形产生一定的影响。有些熟练的焊接操作人员可以根据自己的经验和合理的工艺措施，最大程度地减少残余应力以及焊接变形的大小，提高焊接工作质量。
3、防止焊接发生变形的措施
3.1从源头进行控制，做好预防工作
焊接变形具有一定必然性，只要进行焊接便会产生变形和应力。基于此，要想将变形控制在理想范围内，就应从根源进行把控，即合理设置焊接结构，选择合适的焊接工件，减少焊缝的出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如，通过选用型钢、锻件以及冲压件替换焊接件。此外，还应重视对相关筋板、肋板的形状、数量以及位置进行合理优化，避免出现过多的焊缝和变形，导致校正的工作量增大。其次，应重视焊接尺寸的设计。我们都知道，焊缝的宽度和深度直接影响着变形度，其宽度越宽、深度越深，在经过受热和冷却后将会发生变形越严重。因此，在保证产品性能达到相关标准的情况下尽量将焊缝的数量和尺寸控制到最低，在设计时尽可能选择焊脚及坡口尺寸较小的，对于焊缝的横截面积和熔敷金属量也应控制到最小，这样才能减少焊接变形量。最后，重视焊缝位置的合理设计。众所周知，焊缝的横向收缩量相较于纵向收缩量来说较大，所以在设计时应结合焊缝的这一性质，使焊缝布置尽量与要求焊接的变形量的最小方向保持平行，保证其与焊件的截面中心线或轴线成对称关系，严格避免设计曲线结构的现象，这样才能有效减少梁、柱等主要支撑结构发生变形的现象，保证建筑的质量。
3.2从过程进行控制，保证焊接工艺
焊接工艺对焊接变形有着举足轻重的影响。把握好焊接工艺，采取一系列改进措施是保证焊接质量的必经之路。在实际操作中，应严格按照焊接程序进行，这样才能有效控制焊接变形和内应力，提高焊接质量。这就要求在进行焊接的过程中，做好各项关于焊接的准备工作:首先，可以采用反变形方式，在进行焊接工作时，通过人为改变焊接的变形量大小、方向，形成变形量相近，方向相反的预变形量，再通过焊后收缩使预变形量消失，进而使焊接件的形状和尺寸达到需求标准。这种方式主要应用在对机械设备外壳的焊接工程上，可以有效防止外壳塌陷;其次，可以采用预拉伸方式，采用相关的机械设备将焊件进行拉伸、延长，然后在通过张紧的钢板对构件进行焊接，完成后再将预拉伸部位去除，让钢板回到最初状态;另外，还可以采用刚性固定法，即利用夹具或刚性胎具固定住被焊工件，进而使焊接残余应力降低，控制变形。但是刚性固定法会导致焊接接头中的焊接应力大大增加，所以在容易裂开的材料中不建议使用这种方式;最后，对于不同的工件结构选用合适的焊接方式。对于焊缝位置和构面对称的焊接结构，首先将其进行整体装配，然后在依照焊接顺序开展工作，反之，则采用分焊的方式，之后再将其组合焊接到一起，控制变形。此外，还应结合实际情况，合理的采用焊接方法、工艺参数以及焊接顺序，依照先短后长的焊接方式进行焊缝焊接，尽量采用多层焊的焊接方式，对焊接残余应力和焊接变形起到一定控制作用。
3.3从收尾进行控制，做好焊后矫正工作
焊接变形出现后，只能通过后期矫正将变形度降到最低或者消除变形。焊后矫正工作主要包括两种方式:一种是机械矫正。机械矫正指的是通过手工锤击、压力机、多辊平板机等机械设备对焊件。值得注意的是，手工锤击矫正的劳动强度较大，操作起来有一定难度，但其不需要设备，可以用于矫正薄板变形;压力机、多辊平面机等设备工作效率较高，适合用在较大型的焊接矫正工作当中。第二种是加热矫正。即针对焊件需要矫正的部位通过氧乙炔火焰加热，使其发生形变，使金属长度在冷却后得以收缩，进而达到矫形的目的。
结束语
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:
[1]张小强.焊接质量分析及控制[J].化工设计通讯，2017，43（09）：28.
[2]史慧.钢结构焊接变形和焊接应力控制分析[J].四川水泥，2017（12）：321+330.
[3]王刚，王海飞.关于焊接变形和焊接应力的探讨[J].科技创新与应用，2016（12）：115.
[4]陈建平，赵新峰，常洪春，等.油气管道施工焊接质量管理措施[J].电焊机，2016，44（11）：21-24.
论文作者:姜世乾,王鲁宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/15
标签：应力论文; 质量论文; 钢结构论文; 过程中论文; 方式论文; 金属论文; 较大论文; 《防护工程》2018年第30期论文;