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摘要：焊接作业对生产工艺要求较高，在作业中如果处果不当，极易发生焊接变形的情况发生，一旦发生变形而无法得到正确的处理时，则会给生产带来较严重的影响和危害。本文旨在分析焊接结构件产生变形的原因，和对焊接结构件变形的有力控制，在经过研究和分析以后，笔者将提出预防措施来防止焊接结构的各种类型的变形。
关键词：焊接结构 焊接变形 分析原因
作为机械制造中的加工工艺，焊接的地位不断十分重要，而且它的价值意义也是十分巨大的。焊接作业属于特种作业，需要较为精湛的专业技术。焊接作业时会有焊缝产生，而且通常会在水平或是垂直的方向，这些焊缝在温度条件下会产生收缩，从从而导致变形的发生，当变形量在允许值内时则可以不予处理，一旦变形量超出正确的范围，则需要对产生的焊接变形进行矫正，部分焊接变形的材料在矫正后则会因无法使用而废弃，即使能再正常使用的也导致了作业时间增加，所以无论哪种情况都会导致成本上的浪费，这也是在机械制造中不可避免却又不得不避免的一个重大问题。因此，研究并探讨出防止焊接结构件变形的预防措施，有效的提高作业效率，降低生产成本，具有很重要的价值和意义。
一、影响结构焊接变形的因素
1.1焊接方法及其工艺规范的影响
钢结构制造时一般的焊接方法有理弧自动焊、手工电弧焊和CO}气体保护焊。不同的焊接方法产生的热量不同，造成的变形也不同。同一焊接方法中，由于焊接工艺规范的不同所产生的焊接变形也不同。钢结构在施焊前要制定焊接工艺评定指导书进行指导焊接，同时对作业环境的温度和湿度都有要求。
1.2结构刚度的影响
刚性是指焊件抵抗变形的能力，它与焊件材质、焊件截面形状和尺寸等有关。结构刚性越大，则阻止焊缝及其附近热变形的能力越强，焊接变形就越小。反之焊件的刚性越小，则焊接变形就越大。在钢结构刚度较小时，焊接接缝成对称分布，在施焊程序步骤正确合理的情况下，只会产生线性缩短变形；当焊接接缝不对称分布，焊缝收缩与重心之间有距离使截面向上弯曲会产生弯曲变形；在施焊程序合理的情况下，焊缝截面中心与接头截面中心在同一方位上，只产生线性缩短；焊缝截面中心偏离接头截面中心时会产生角变形。
1.3装配焊接顺序的影响
不同的装配与焊接顺序焊后将产生不同的变形量，所以在装配与焊接时应采取合理的顺序。焊接时尽量采用对称焊接；焊缝不对称时，先焊焊缝少的一侧。特别是对于焊缝较多的构件的焊接，合理选择焊接顺序，能够有效减少焊接变形，可以使多次焊接的变形相互抵消。
二、控制焊接结构件焊接变形的技术要求
2.1采取定位焊点焊的方式
为了减少焊接结构件的收缩应力和焊接变形，在焊接方式上采取定位焊点焊的方式可以降低对焊接结构件的变形影响。在焊接时，应该先对受周围约束较大的部位进行焊接，然后再对受周围约束较小的部位进行焊接，这样才能更好地保证先焊接的部位可以进行自由收缩，减少焊接结构件的变形。
2.2焊接时保持连续性
在焊接操作中，一旦对焊接结构件进行了焊缝操作，就必须保持作业的连续性，不可因中途的其他缘故而中断。但如果在焊接过程中有特殊原因，必须对焊接操作进行中断时，要对焊接结构件进行相应的处理，以减少焊缝开裂。当对该结构件进行再次焊接时，要保证表面是清洁干净的，并且不存在任何的缺陷，才可以按照原来的工艺继续对其进行重新焊接。
2.3焊接时需要预热
根据焊接工艺评定要求，焊接结构件是需要对主缝和定位焊缝进行预热的，并且焊接温度在焊接过程当中要得以保持。对于定位焊缝预热温度与主奉预热温度相比，定位焊缝的预热温度要高出20一30度。预热的方式可以采用加热板对焊件进行均匀加热。
3 如何纠正焊接变形
焊件变形不仅对于工作人员有很大影响，而且对整个工作的进行都会产生不利的反应，而若能将变形纠正过来，将会使得工作得以顺利地进行，纠正焊接变形的方法主要有2种—— 机械纠正和火焰加热纠正，他们实质上都是使得焊接结构件产生新的变形来抵消焊接变形。
3.1 机械纠正方法
给构件施加来自外部的机械力，使得构件产生与原来的焊接变形的方向相反的塑性变形，以便于能够抵消焊接变形，这样的方法叫做机械纠正。而来自外部机械力的施加则可以通过锤击、压力机及碾压等方法来实现，但这种方法只适合刚性较小且不太厚的板结构。
工作人员在使用机械纠正的过程中一定要注意采用校直机进行，因为这种校直方法生产效率较高，但是工作人员必须具有丰富的工作经验，否则就容易导致将构建表面弄出压痕或焊缝区域出现裂纹等。
3.2 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，这种方法叫火焰加热纠正，不过这种方法一般主要适用于各种低碳钢和大部分的低合金结构钢，却不适用于有晶间腐蚀倾向的不锈钢和淬硬倾向较大的钢，工作人员在进行火焰加热过程中，也可以同时施加机械力，这样可以有效地提高矫正效果，构件的结构特点和焊接变形的实际情况决定了是选择点状加热、线状加热还是三角形加热等方式。
工作人员在操作过程中，应当严格控制火焰的温度，温度较低或较高都无法适度地进行调配和控制，温度较低无法调整尺寸，温度过高又会造成加热区域硬度降低从而导致整体强度下降，因此操作的工作人员必须具有丰富的经验，但是与机械纠正相比，火焰加热纠正的效率较低但适用范围较广减少焊接结构件的焊接变形，首先要从减少线能量开始。通过减小线能量能够有效地防止焊接接头的波浪变形、角变形等，减少线能量对控制梯形接头的脚变形和横向收缩所起到的效果最好。减少焊接结构件的焊接变形，其次是要进行自由收缩。在对焊接结构件进行焊接设计时，应充分利用焊接后收缩变形与结构反变形之间的相互抵消。由于变形之间的相互抵消，可以降低焊接件的变形。因此，在焊接过程中先进行纵向焊缝的内侧焊接，然后再进行拼装。
3.3消除变形
对于通过焊接已经形成变形的结构件，可以通过先进的技术对其进行矫正，有效地消除焊接残余变形。目前，经过大量的实践和理论研究，机械加压矫正变形法和火焰加热矫正变形法对于焊接件残余变形的消除效果最佳。因此，在焊接操作规程中，对于已经产生焊接变形的结构件通过相应的消除手段使其恢复，可以提高结构件焊接作业的有效生产力，减少焊接过程中因焊接应力导致焊接结构件质量不合格所带来的经济损失。
4 结语
关于对焊接变形的讨论和改进研究对大型的焊接结构件的制造，如：轨道车辆转向架；钢、铝合金结构的车体等的制造具有十分重要的意义和价值。根据理论结合实践的指导方法，把理论计算结合到实际产品的实验分析结果，由此再来制定出相应的工艺措施，这样不断能保证质量问题，还能对生产效率和降低生产成本产生较大的影响。
参考文献：
[1]熊大胜.减少大型焊接结构件变形的措施[J].金属加工（热加工），2017（2）：20.