焊接结构件焊接变形控制措施

摘 要：在机械制造业进行日常的焊接工作时，影响焊接结构将发生变形的因素很多，因此，在工业制造中对焊接结构件焊接变形的重视程度越来越高，为了更好的保障工业生产安全，已经发展成为当下必须解决的重要问题。基于此，本文对焊接方法及其工艺因素、结构焊接热变形以及焊接结构件焊接变形控制措施进行了分析。

关键词：焊接结构;焊接变形;控制措施

[中图分类号]TG404 [文献标识码]A

1 焊接方法及其工艺因素

机械工程中常用的焊接方法包括以下几种：埋弧自动焊、手动电弧焊接、二氧化碳保护焊接等。操作人员在焊接过程中采用的焊接方法不同，在焊接过程中产生的热量不同，焊接完成后钢结构变形状态也不同。即使采用相同的焊接方式，在实际工作过程中也会因焊接工艺的不同而产生不同类型的焊接变形问题。也就是说，操作人员应在开始机械焊接前，制定明确的焊接工艺说明，并确保使工作场所的环境温度和湿度满足钢结构焊接要求，从而保证钢结构焊接工作能够顺利进行.

2 结构焊接热变形的分析

2.1 变形原因分析

焊接变形的主要是由于焊缝的热膨胀及其周围的金属导致的。在加热时会出现金属膨胀、周围金属压缩变形，随后冷却过程中收缩和周围金属压缩，又针对冷却后对焊接件进行收缩变形处理。在这种情况下，对板的焊接结构，特别是板的焊接结构的影响是很大的，焊接结构在失去稳定性的情况下会产生失稳，也就是说，在这种情况下，板的焊接结构会发生变形，波形变形或凸凹变形。

2.2 焊接结构件制做顺序与变形分析

一般在液压支架结构的生产中，包括主机成型板和水平板组成框架，在这种情况下，框架和底板之间的有效连接形成了背面的焊接条件，在成型板与焊接平面之间要做一个完全的衔接，还需要进行后续的维修和穿孔工作。焊接变形产生的主要原因是液压支架结构件在成形和焊接过程中产生收缩问题，而焊接时的收缩不能改变，但在成型过程中可以用另一种方式来进行相应的改变。

2.3 铝合金焊接变形形成原因

镁合金导热率高、热膨胀系数大，所以焊缝冷却速度快，近缝区和母材很容易受到收缩应力的作用而产生较大变形，最终形状、尺寸发生改变。

2.4 H型钢焊变形分析

以往应用的H型钢焊接后施工方法容易产生机翼角变形、壁侧弯曲变形，而为了消除壁侧弯曲变形，通常需要消防加热进行矫治，而采用双面双弧同步CO2 气体保护焊免清根的焊接方法，焊工在两侧均匀均匀地接受相同的焊接工艺参数，确保了壁面两侧应力的相互粘结，并均匀加热均匀，在焊接过程中消除了壁面侧弯变形，只有焊接后才需要修正机翼的角变形.大大缩短了校正周期，减少了加热过程当中针对母材所造成的损伤.

3 焊接結构件焊接变形控制措施

3.1 完善和改进焊接的结构

如果要正确控制和有效防止各种焊接结构的焊接件变形，那么首先就需要在合理的设计上付出更多的努力，在进行焊接之前做出合理的焊接设计，只有在一个合理的设计如何准备好，下一步的工作就可以打下坚实的基础。焊缝设计的一些具体措施主要包括：注意选择每个焊缝的合理形状，选择合适的焊缝尺寸;如果在不必要的影响下对缝，则应尽量减少接缝数量;为了避免每个焊缝过于集中，必须注意每个焊缝的合理布置。

3.2 刚性固定法的使用

通常来说，刚性大焊接结构零件在进行手工焊接之后，出现任何变形的概率都是相对较小的，而一些刚性比较小的焊接结构件经过手工焊接也容易产生较大的焊接变形，因此针对这部分焊接结构件进行焊接时，我们必须采用特殊的焊接夹具。固定在焊接台上方的固定杆、胎盘或固定点，有效地提高了焊接刚度，从而大大降低了发生这种变形的可能性。虽然在实践中这种焊接方式比直接防止反三角形变形和波形变形更为有效，但特别需要注意的是，工人在进行焊接后，应等待焊接后工作场所逐渐降低到室内正常温度，便于拔出紧固件，否则容易产生变形问题，另一方面，拿掉零件刚性固定前，也需要尽量进行敲击。

3.3 焊接方法必须合理

在机械制造过的程当中，在焊接零件时选择正确的焊接方式可以说是非常重要的。如果我们根据结构焊接件的实际情况，选择的焊接方式是线路能量低，可以大大缩小焊接区的塑性压缩区，同时，在焊接过程中，也可以有效地控制焊接结构焊接件的变形。现阶段焊接技术中有氩弧焊、手持式弧焊和二氧化碳弧焊等方法。因此，在焊接结构件时，如果在工艺上可以实施三种方法，那么就可以有效地控制焊接结构件的变形。

3.4 减小变形

焊接结构零件焊接时的变形应从降低线能开始。通过降低线路能量，可有效防止波形变形、焊接接头角变形等，减少线性能量控制脚部变形和梯形接头横向收缩效果最好。结构件焊接时一般有纵向和横向焊缝，因此焊接时主要注意波形变形，焊接接头的角变形等。在一定的线性能量值下，增加面板厚度可以减少收缩变形。然而，在真正的焊接中，必须保证焊接结构的焊接件的焊接。随着板材厚度的增加，导线能量增加，焊丝和金属堆焊增加，收缩变形也增加。同时，在实际进行焊接的过程当中，很多时候要对焊缝进行部分改造，单焊非常难焊透。因此，在设计焊接工程时，必须充分考虑板厚因素，做出合理的决策。除此之外，在机械制造中，为了控制坡口和缺口在根部的影响，生产必须在2毫米平面的专用平台上进行，板材的裁剪尺寸和划线应保证精度.还需要保证在钢板轧制过程中，钢板的平均卷轴沿钢板的轴线和宽度垂直。减小焊接结构焊接件的变形，二是进行自由收缩。在设计结构焊接件时，应充分利用焊接后收缩变形与结构反向变形之间的相互抵消。由于变形相互抵消，可以降低焊接件的变形.因此，在焊接过程中进行内部纵缝焊接，然后进行装配。这样就可以完全消除零件的应力，减少零件的变形.

3.5 对电焊机的电流量进行控制31FCA1A4-F4AE-487D-AA3D-F39C7F92E645

电焊机可以非常准确地显示出当前的电耗，因此机械焊接过程中的电流值对机械焊接质量也发挥着非常关键性的作用。在焊接的过程当中，需要控制点进行严格的分析，避免外观损坏，提高成品成型标准，应尽可能采用模具与模具相结合的方法切割板材零件。为了更进一步减少坑的数量，也建议采用不橡胶锤或者是铜锤。除锈工作完成之后，坚持以砂来去除掉毛刺、挂渣等杂质，通过焊接仿真建立合理的焊接参数，按照焊接操作规范，并选择合适的防溅剂和保护技术，为了防止切割表面，焊缝交叉位置，如高温金属表面结合焊接飞溅。

3.6 预留变形尺寸法

在焊接的过程当中，液压支架应用是相对来说较为频繁的。在这两部分的主要位置，与焊接位置相对应的主支撑位置则需要保留一定的空间尺寸，例如说，在ZY4000支架结构中，标准尺寸为340mm的上梁支承宽度，同时，在装配过程中需要将主支承板的根部位置增大1mm，并且在接口处增加2到3毫米的距离，用支撑板来进行固定。在指数焊接的过程中，也需要移除侧支撑板，同时确保焊接过程中两个主支承柱之间的应力能够分布均匀，在支承柱的底部位置也能够进行二次处理.

3.7 消除变形

针对焊接已经形成了的结构件，也可以采用现代技术来做出一定的调整，这样可以有效底消除焊接的残余变形。就目前的情况来说，经过广泛的实践和理论研究，机械压力变形矫直和火焰加热变形矫直对消除焊接件残余变形是最为有效的。也正是因为如此，在焊接操作说明中，对于那些已经形成焊接变形的结构件，采用相应的消除手段进行修复，提高了结构零件焊接工作的有效性能，降低了焊接过程中由于焊接件质量不合格而造成的一系列经济损失。

3.8 火焰加热的纠正方法

利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形使得构件较长的部分在冷却过后缩短以抵消变形，这种方法被称为火焰加热校正，虽然这种方法通常适用于低碳钢和大多数低合金结构，但不适用于易发生晶间腐蚀的不锈钢和较硬的钢材淬火，在火焰加热过程中，工作人员可以同时施加机械力，能有效改善矫正效果，结构设计结构的结构特点和焊接变形的实际状态决定了严格如何有效选择点加热、线加热或三角加热.

3.9 收缩变形余量的预留

按照工件焊接焊缝收缩量的相关理论，可以得出两个在计算经方面的验值（铸钢箱形梁四周焊接施工点焊焊缝收缩量2mm/m，其他部件结构依此类推）和统计经验值（统计参数的比例统计时根据同一焊接部件数个焊接产品可在焊接后或接前類比以往相似部件结构比例来计算统计经验参数），收缩量剩余量设计是在焊接工件下部进料及焊接加工时预先设计考虑的一个问题，这主要是为了能够便于设计达到工件焊接后的工件所设计要求的工件形状、尺寸等，在工件焊缝焊接收缩的各个方向上预先设计留出焊缝收缩量，保证工件焊接后的整个构件能够满足要求的形状尺寸。应值得一提的一点是，如果连接焊缝的各种形状在实际应用生产过程中达到了不到一种规则化的形状，预留的每个焊接焊缝收缩量就不能用平常的焊缝理论计算公式方法来进行计算，而是我们需要通过进行多个实际应用产品的无缝焊接收缩试验等以来最终确定每个焊接的焊缝收缩量。

4 结束语

综上所述，作为机械工程当中的一项重要的加工技术，焊接这一技术也是具有关键性意义的，事实上，因为焊接压力下所出现的焊接变形，每年都会造成大约千万元的严重损失，而这同样也是在机械制造当中不可避免的一个严重的问题，也正是因为如此，研究和总结焊接结构变形的预防措施是相当重要的。

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作者简介：

郝瑞（1986-），男，民族：汉，籍贯：山西省太原市，学历：大学本科;专业：金属材料工程;职称：工程师;从业方向：电站焊接，市政管网等工程。31FCA1A4-F4AE-487D-AA3D-F39C7F92E645