焊接變形的原因

　　在焊接過程中對焊件進行了局部的、不均勻的加熱是產生焊接應力及變形的原因。焊接時焊縫和焊縫附近受熱區的金屬發生膨脹，由于四周較冷的金屬阻止這種膨脹，在焊接區域內就發生壓縮應力和塑性收縮變形，產生了不同程度的橫向和縱向收縮。由于這兩個方向的收縮，造成了焊接結構的各種變形。

　　影響焊接結構變形的因素

　　1）焊縫截面積的影響：焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積，焊縫面積越大，冷卻時收縮引起的塑性變形量越大。

　　2）焊接熱輸入的影響：一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區增大，不論對縱向、橫向或角變形都有變形增大的影響。但在表面堆焊時，當熱輸入增大到一定程度時，由于整個板厚溫度趨近，因而即使熱輸入繼續增大，角變形不再增大，反而有所下降。

　　3）工件的預熱、層間溫度影響：預熱溫度和層間溫度越高，相當于熱輸入增大，使冷卻速度減慢，收縮變形增大。

　　4）焊接方法的影響：在建筑鋼結構焊接常用的幾種方法中，除電渣焊以外，埋弧焊熱輸入較大，在其他條件如焊縫面積等相同情況下，收縮變形較大。手工電弧焊熱輸入居中，收縮變形比埋弧焊小。CO2氣體保護焊熱輸入較小，收縮變形響應也較小。

　　5）焊縫位置對變形的影響：由于焊縫位置在結構中不對稱，焊縫位置不對稱等將引起各種變形。

　　6）結構的剛性對焊接變形的影響：結構的剛性大小，主要取決于結構的形狀和其截面大小，剛性較小的結構，焊接變形大；剛性大的結構，焊后變形較小。

　　7）裝配和焊接規范對焊接變形的影響：由于采取的裝配方法不同，對結構的變形也有影響。整體裝配完再進行焊接，其變形一般小于邊裝配邊焊接。

　　防止焊接變形的措施

　　1、熱調整法

　　減少焊接熱影響區的寬度，降低不均勻加熱的程度，都可以減少焊接變形。

　　1）采用能量高的焊接方法，如用二氧化碳氣體保護焊代替焊條電弧焊。

　　2）多層焊代替單層焊。

　　3）用小直徑焊條代替大直徑焊條。

　　4）用小電流快速不擺動焊代替大電流慢速擺動焊。

　　2、剛性固定法

　　一般剛性大的工件，焊后變形都較小。如果焊接之前能加大工件的剛性，工件焊后的變形就可以減小，這種防止變形的措施稱為剛性固定法。加大剛性的辦法有夾具、支撐、使用專用胎具、臨時將工件點固定在剛性平臺上、采用壓鐵等。

　　3、強制冷卻法

　　采取強制冷卻來減少受熱區的寬度，能達到減少焊接變形的目的。

　　1）將焊縫四周的工件浸在水中。

　　2）用銅塊增加工件的熱量損失。

　　4、焊前預熱法

　　對于焊接性較差的材料，如中碳鋼、鑄鐵等通常采用預熱來減少焊接變形。

　　5、控制順序法

　　同樣的焊接結構，如果采用不同的焊接順序，產生的焊后變形則不相同。采用對稱的焊接順序采取對稱的焊接順序，能有效地減少焊接變形，如圖10-24所示。

　　（2）長焊縫的焊接順序長焊縫焊接時，應采取對稱焊、逐步退焊、分段逐步退焊、跳焊等焊接順序。

　　（3）先焊收縮量大的焊縫因為對接焊縫比角焊縫的收縮量大，如果一個結構中既有對接焊縫，又有角焊縫，則應先焊對接焊縫，后焊角焊縫。