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1、焊接变形及其控制焊接变形的原因及类型焊接变形的原因及类型焊接变形的控制焊接变形的控制焊接变形的矫正焊接变形的矫正减少焊接残余应力的方法减少焊接残余应力的方法一、焊接变形的原因及一、焊接变形的原因及类型类型焊接变形产生的原因：焊接变形产生的原因：焊接变形就是指在焊接过程中及焊后，焊件产生焊接变形就是指在焊接过程中及焊后，焊件产生的变形。的变形。焊接时，熔化的金属及近缝区母材受热膨胀，产焊接时，熔化的金属及近缝区母材受热膨胀，产生塑性变形。凝固时，焊缝和近缝区金属收缩。生塑性变形。凝固时，焊缝和近缝区金属收缩。从而产生纵向和横向内应力，此内应力为拉应力。从而产生纵向和横向内应力，此内应力为拉应力。
2、使焊缝纵向和横向收缩，从而使焊件产生变形。使焊缝纵向和横向收缩，从而使焊件产生变形。由于焊接时热胀冷缩是必然的，所以焊接时产生由于焊接时热胀冷缩是必然的，所以焊接时产生变形是必然的。我们只能控制但不能完全消除焊变形是必然的。我们只能控制但不能完全消除焊接变形。接变形。焊接变形的种类焊接变形的种类焊接变形的种类：焊接变形的种类：1、横向收缩、横向收缩2、纵向收缩、纵向收缩3、旋转变形、旋转变形4、横向弯曲变形（角变形）、横向弯曲变形（角变形）5、纵向弯曲变形、纵向弯曲变形6、扭曲变形、扭曲变形7、波浪变形、波浪变形横向收缩横向收缩横向收缩是指与焊接线成直角方向上的长度缩小横向收缩是指与焊接线成直
3、角方向上的长度缩小的变形。的变形。收缩量会因板厚、坡口形式以及根部间隙等形成收缩量会因板厚、坡口形式以及根部间隙等形成的坡口截面积也就是熔敷量而异。的坡口截面积也就是熔敷量而异。图 一横 向 收 缩纵向收缩纵向收缩纵向收缩是焊接线方向上的长度缩小的变形。纵向收缩是焊接线方向上的长度缩小的变形。纵向收缩量与焊接线的长度、熔敷量的大小、板纵向收缩量与焊接线的长度、熔敷量的大小、板材的厚薄有着很大的关系。材的厚薄有着很大的关系。图二 纵 向收缩旋转变形旋转变形旋转变形是指在焊接正在进行的过程中尚未进行旋转变形是指在焊接正在进行的过程中尚未进行焊接部分的坡口加宽或者变窄的变形。焊接部分的坡口加宽或者变
4、窄的变形。通过坚强牢固的定位可有效地防止旋转变形。通过坚强牢固的定位可有效地防止旋转变形。人 工 焊 接 时自 动 焊 接 时横向弯曲变形（角变形）横向弯曲变形（角变形）横向弯曲变形一般叫角变形。是由于焊接时表面横向弯曲变形一般叫角变形。是由于焊接时表面与背面的熔敷量的不同以及板厚方向上的温度变与背面的熔敷量的不同以及板厚方向上的温度变化不同造成的。化不同造成的。纵向弯曲变形纵向弯曲变形 纵向弯曲变形是指在堆焊或者角焊时，焊缝偏离纵向弯曲变形是指在堆焊或者角焊时，焊缝偏离构件横截面的中心线（中心轴线）时所造成的挠构件横截面的中心线（中心轴线）时所造成的挠曲变形。曲变形。中 心 轴 线中 心 轴
5、 线扭曲变形扭曲变形对于梁式结构或细对于梁式结构或细长构件，由于焊接长构件，由于焊接顺序、焊接方向或顺序、焊接方向或装配原因焊后截面装配原因焊后截面向不同的方向倾斜向不同的方向倾斜造成构件扭曲变形造成构件扭曲变形。波浪变形波浪变形二、焊接变形的控制 焊接变形是材料不均匀受热造成的，在使用各种焊接变形是材料不均匀受热造成的，在使用各种高温热源进行加热，熔融的焊接中，发生变形是高温热源进行加热，熔融的焊接中，发生变形是不可避免的。不可避免的。控制变形的方法：控制变形的方法：1、选择正确的焊接方法、选择正确的焊接方法 2、尽量采用小的规范焊接、尽量采用小的规范焊接 3、刚性固定法、刚性固定法 4、反
6、变形法、反变形法 5、散热法、散热法 6、锤击法（振动法）、锤击法（振动法）7、采用合理的焊接顺序和方向、采用合理的焊接顺序和方向1 选择正确的焊接方法选择正确的焊接方法焊接变形程度与焊件受热状况有关。焊接变形程度与焊件受热状况有关。受热面积越大，受热越不集中变形越大。受热面积越大，受热越不集中变形越大。焊接条件允许的情况下，为控制变形焊接条件允许的情况下，为控制变形应尽量采用气体保护焊。应尽量采用气体保护焊。CO2气体保气体保护焊即是其中一种。护焊即是其中一种。2 尽量采用小规范焊接尽量采用小规范焊接焊接电流电压越大，焊件的受热量越焊接电流电压越大，焊件的受热量越大，变形也就越大。大，变形也
7、就越大。在满足焊接质量要求的情况下，尽量在满足焊接质量要求的情况下，尽量采用小规范焊接。采用小规范焊接。3 刚性固定法刚性固定法刚性固定法也称约束法。刚性固定法也称约束法。刚性固定法是利用工装夹具或加临时刚性固定法是利用工装夹具或加临时支撑对工件进行机械式固定，等焊接支撑对工件进行机械式固定，等焊接结束工件冷却后再取下。结束工件冷却后再取下。采用强制性约束会增大工件的残余应采用强制性约束会增大工件的残余应力，也可能导致裂纹的产生，必要时力，也可能导致裂纹的产生，必要时要采用回火处理。要采用回火处理。4 反变形法反变形法根据生产实践中已发生变形的规律，预先根据生产实践中已发生变形的规律，预先将焊
8、件向相反方向制成变形或预留变形收将焊件向相反方向制成变形或预留变形收缩量再进行焊接的方法。缩量再进行焊接的方法。aa8 5.5 9 1.5 5 散热法散热法散热法又称强迫冷却法。散热法又称强迫冷却法。散热法是指在焊接部位放置铜垫板或用水冷散热法是指在焊接部位放置铜垫板或用水冷却焊接部位背面，把焊接部位的热量迅速散却焊接部位背面，把焊接部位的热量迅速散去，使焊缝附近受热面积大大减小，以达到去，使焊缝附近受热面积大大减小，以达到减少焊接变形的目的。减少焊接变形的目的。散热法不适于具有淬火倾向的产品，否则焊散热法不适于具有淬火倾向的产品，否则焊接时易产生裂纹。接时易产生裂纹。6锤击法（振动法）锤击法
9、（振动法）锤击法是指焊接后立即用锤对焊缝进行锤击锤击法是指焊接后立即用锤对焊缝进行锤击展延以防止熔敷金属收缩减少变形的方法。展延以防止熔敷金属收缩减少变形的方法。7 采用合理的焊接顺序和方向 合理的焊接顺序和方向：先合理的焊接顺序和方向：先两端，后中间；先内部，后外部；两端，后中间；先内部，后外部；先焊短焊缝，后焊长焊缝；先焊先焊短焊缝，后焊长焊缝；先焊焊缝少的一侧，再焊焊缝多的一焊缝少的一侧，再焊焊缝多的一侧；对称焊缝保证对称，同向；侧；对称焊缝保证对称，同向；长焊缝分段倒退焊。长焊缝分段倒退焊。三、焊接变形的矫正 焊接变形的矫正方法：焊接变形的矫正方法：1、机械法、机械法 2、局部加热法、
10、局部加热法1 机械法机械法机械法是指利用压床、辊、千斤顶或者用机械法是指利用压床、辊、千斤顶或者用锤子敲打等手段矫正变形的方法。锤子敲打等手段矫正变形的方法。2 局部加热法局部加热法局部加热法是指利用焊接部位快速加热、局部加热法是指利用焊接部位快速加热、冷却收缩的原理反过来矫正变形的方法。冷却收缩的原理反过来矫正变形的方法。局部加热法分为：局部加热法分为：(1)、点状加热法、点状加热法 (2)、线状加热法、线状加热法 (3)、三角形加热法、三角形加热法在四周已被约束的板状结构中，板上产生挠曲变在四周已被约束的板状结构中，板上产生挠曲变形时采用点状加热法形时采用点状加热法图一 点加热法加热点矫正
11、对接焊或者角焊产生的角变形采用矫正对接焊或者角焊产生的角变形采用 线状加热法线状加热法加热线加热线矫正板的周围挠曲变形矫正板的周围挠曲变形T形接缝的弯曲形接缝的弯曲 变形，采用楔形（三角形）加热法。变形，采用楔形（三角形）加热法。加热区四、减少焊接残余应力的方法 凡是焊接结构件在焊接结束后，均存在残余凡是焊接结构件在焊接结束后，均存在残余内应力。随着时间的推移，这一部分内应力内应力。随着时间的推移，这一部分内应力会逐步释放，从而造成焊件的焊接变形。会逐步释放，从而造成焊件的焊接变形。消除应力的方法：消除应力的方法：1、去应力退火法、去应力退火法 2、自然时效法、自然时效法 3、机械法、机械法o
12、 消除应力退火消除应力退火 整体消除应力退火：工件整体放入退火炉中，整体消除应力退火：工件整体放入退火炉中，加热到加热到650700C，保温，缓慢冷却到室温。，保温，缓慢冷却到室温。局部消除应力退火：用烘枪加热焊缝附近母材局部消除应力退火：用烘枪加热焊缝附近母材到到650700C，自然冷却到室温。，自然冷却到室温。2.自然时效：焊后将工件喷上底漆放于室外自然环自然时效：焊后将工件喷上底漆放于室外自然环境中经境中经36个月的风吹、日晒、雨淋使内应力个月的风吹、日晒、雨淋使内应力慢慢释放掉再对工件进行加工或安装。慢慢释放掉再对工件进行加工或安装。3.机械法：用振动或锤击的方法消除内应力机械法：用振动或锤击的方法消除内应力。
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