文档介绍：设计与研究
焊接变形的控制方法
董涛李兴春
山东信远集团有限公司莱阳山东达润专用车有限公司烟台
摘要构件在焊接过程中产生应力而变形对构件的性能、尺寸精度和稳定性产生影响从而影响产
品质量。本文介绍了焊接应力和变形的形成过程和产生的主要因素以及焊接应力的消除和变形的矫正方
法。
关键词焊接应力变形控制方法

焊接应力与变形
焊接是一种局部加热的工艺过程。焊接过程中
以及焊后构件不可避免地会产生焊接应力和变
形。焊接应力和变形在一定条件下还影响焊接结构
的性能如强度、刚度、尺寸精度和稳定性、受压时的
稳定性和抗腐蚀性等。不仅如此过大的焊接应力与
变形还会大大增加制造工艺中的困难和经济消耗
而且往往因焊接裂纹或变形过大无法矫正而导致产
品的报废。

焊接应力与变形的形成过程图图
焊接应力与变形是由焊接产生的不均匀温度场第一个方面是焊缝及其附近不均匀加热的范围和程
而引起的。度也就是产生热变形的范围和程度第二个方面是
假设有一块平板条如图所示在他中心堆置焊件本身的刚度以及受到周围拘束的程度实际上
一条焊缝。也就是就是阻止焊缝及其附近加热所产生热变形的
图假定是焊接加热时的情况。程度。两个方面作用的结果决定了焊缝附近压缩塑
图为焊接以后温度恢复到室温时的情况。性变形区的大小和分布也决定了残余应力与残余
与此同时由于不均匀加热还会产生垂直焊缝变形的大小。
方向横向的盈利和变形厚度则还产生板厚度方焊缝尺寸和焊缝数量及为止材料的热物理性
向的应力。能导热系数、比热、膨胀系数等焊接工艺方法气
影响焊接应力与变形的主要因素焊、手工焊、埋弧焊、气体保护焊等焊接参数焊接
影响焊接应力与变形的因素主要有两个方面电流、电弧电压、焊接速度等以及施焊方法直通
现代制造技术与装备第期总第期
焊、跳焊、逆向分段汉等等因素影响到焊缝及其附安排焊缝尽可能对称于截面中心轴或者使
近区不均加热的范围和程度影响到热变形的大小焊缝靠近中心轴以减少结构总的弯曲变形。焊缝集
和分布焊接构件的尺寸和形状胎夹具的应用焊中于中心轴一侧弯曲变形大所以尽量安排对称。
缝的布置以及装配焊接顺序等因素影响到焊接构件图位两片半圆瓦对接成圆筒焊缝对称布置弯曲
的刚度和周围的约束程度。一般来说焊接构件在约变形小。而图为钢板弯曲后进行对接焊缝在截面
束小的条件下焊接变形达而应力小反之则焊接上侧圆筒直径较小时焊后引起较大的变形。
变形小而应力大。
焊接残余变形的预防和矫正
设计措施
尽可能减少焊缝的数量
在设计焊接结构时尽可能减少焊缝的数量避
免不必要的焊缝。尽可能用型钢、冲压件来代替焊接
件。例如采用压型结构代替筋板结构可以有效防止
图图
薄板的变形。对于自身要求不高的结构间可以适当由于横向收缩通常比纵向收缩显著因此应

增加平板的厚度这样可以减少筋板数量从而可以尽可能将焊缝布置在平行于要求焊接变形较小的方
减少焊接和变形的矫正量。向。

选择合理的焊缝尺寸和形状当采用分部件装配和焊接时设计时应预先

对于板厚较大的对接街头偏重取型坡口代考虑结构分部件的可能性并应使部件