张恩宇

摘要：在工业生产的过程中，焊接是一种最为常见的操作内容，但在执行实际生产工作的时候，焊工也常常会面对焊接变形的问题。在进一步的分析中发现，造成焊接形变的问题较为多样化，要想对这方面的内容进行合理控制及预防，那么需要结合实际情况利用多种焊接变形的实例，研究整体的控制方法，这样才能取得理想的焊接工艺。文章对焊接变形的控制及预防措施进行了研究。

关键词：焊接变形；控制及预防；措施探究

在焊接过程中，由于焊缝金属和基础材料的冷热循环问题所引发的收缩、膨胀，被称之为是焊接变形问题。在进行焊接工作的时候，沿着同一边进行焊接，可能会引发变形超过两边交叉焊接，并且由于焊接所引发的冷热循环中，会对金属的收缩性造成影响，并导致变形问题的出现，像金属在受热过程中，其机械、物理性能都会有所变化，当热膨胀增大、热量增大的时候，焊接区域的温度会升高，进而导致焊接区域钢板的弹性、曲强度和热导性能出现降低的情况。

1 焊接变形的主要形式

1焊接变形的形式主要有收缩变形、弯曲变形、扭曲变形、角变形、错边变形和波浪变形等几种，不同变形情况的原因也是不同。收缩变形的内容主要是在焊接过程中，焊缝纵向与横向的收缩问题所造成的；弯曲变形则是在对焊缝进行布置的过程汇总，出现了不对称的问题，导致焊缝多的一面产生了较大的收缩量，进而引发工件弯曲；扭曲变形是在焊接过程中，出现了不合理的焊接顺序、焊接方向，造成工件发生扭曲，这种情况又被称之为螺旋形变形；角变形是由于V型坡口对接焊缝的布置存在较大的误差，导致焊缝上下横向收缩量均匀程度不足，进而引发变形问题；错边变形是由于在焊接过程中，两块板材的热膨胀程度存在着较大的差异性，所以导致长度、厚度的方向上产生了错边问题；波浪变形则主要发生在薄板焊接的过程中，由于焊缝带来的收缩力，导致薄板局部压应力失去了原先的稳定性，焊后导致构建发生波浪状的变形问题。

2 焊接变形的主要影响因素

在焊接受热的过程中，焊接金属和基材会受到膨胀、收缩等因素的作用，并且焊缝和基材会因为局部的加热，而出现较大的温度梯度。在冷却过程中，焊接金属在温度回归的过程中，其体积会收缩到正常状态，但是熔化的焊接金属，则会由于基材所给予的约束力，导致焊缝附近的区域发生弯曲变形的问题，当这些变形超过金属屈服应力，进行集中释放后，就会造成材料的永久变形。金属内部结构会在焊接不均匀的加热、冷却情况下，产生一定的内应力，这股力被称作为是焊接应力，而在焊接应力作用下發生的变形，则又被称作是焊接变形。

2.1 材料因素

在对金属进行焊接的过程中，发生变形的一项主要因素就是材料因素。由于一些金属的化学成分存在着较大的差异性，所以其所造成的焊接程度也截然不同。在调查中了解到，一些材料的碳含量成分较高，在对这些材料进行焊接的时候，比较容易发生变形问题。

2.2 组织设计因素

在对焊接内容进行设计的时候，组织设计因素是影响焊接变形的一个重要问题，尽管在执行焊接任务的时候，由于焊接残余应力的增加，焊接的变形状况会相应降低，但是在焊接变形的过程中，工件本身的拘束度也处在一个波动变化的状态，在焊接过程中，复杂结构自身的拘束作用会占据主导作用，对焊接结构进行设计的时候，如果不注重焊接的拘束设计，那么可能会导致焊机发生不稳定的问题，进而在焊接过程中发生变形。

2.3 工艺因素

在对产品进行焊接操作的时候，发生变形的一些原因，主要来源于焊接技术的问题，像焊接工艺不够，就容易导致焊接过程中材料发生变形，并且在进一步的调查中了解到，当前一些工业生产，其焊接工艺水平还有待提升，在焊接的时候，传统焊接工艺很容易导致材料发生变形问题，对于工业生产水平的提升也极为不利。

3 焊接变形的控制及预防措施

在对焊接变形问题进行控制的时候，需要对实际的焊接工艺设计进行考量，结合焊接过程中的冷热循环问题，展开有效地克服。收缩问题无法消除，但是仍旧可以进行控制及预防，在具体执行的过程中，不妨从以下这几个方面入手。

3.1 避免过量焊接问题

如果在焊接过程中，在焊接点上使用过多的金属进行填充，那么势必会引发材料出现较大的变形。所以工作人员在执行工作前，不妨制定出正确的焊缝尺寸，这样在降低焊接变形问题的同时，还可以节省焊材，有效提升工作效率。对于填充焊缝的焊接金属量，工作人员可以将其控制在最小，焊缝整体应该呈现为微凸形、平坦形，过量对金属进行焊接，不仅不会对强度进行增加，同时还有可能会增加收缩力，增加焊接变形的可能。当然，如果一些焊接过程对于变形问题并未进行有效的说明，那么可以选择常规化的焊接接头来执行工作；如果遇到较大的变形情况，可以利用焊接金属填充来对焊接应力作出适当平衡。

3.2 减少焊道

在进行焊接操作的过程中，利用粗焊丝、少焊道的方法，要比利用细焊丝、多焊道的方法更能降低材料的变形问题。在利用多焊道进行工作的时候，每一条焊道都有可能会引发收缩问题，且会增加焊缝的总收缩量，并且在实际应用的过程中，利用粗焊条进行的少焊道焊接操作，能够取得更佳的工艺效果。当然，工作人员这里也需要注意一点，那就是利用粗焊丝进行少焊道操作的时候，也需要对材质情况进行切实的把握，像一般的低碳钢就比较适合运用这类方法进行焊接处理，但是针对那些高碳钢、不锈钢，利用细焊丝进行多焊道的操作方能取得相应的焊接成果。

3.3 将焊缝设置在中和轴

在执行焊接工作的时候，为了对焊接变形问题进行控制，工作人员可以借助杠杆作用的原理，利用收缩力将钢板向外进行拉伸，进而起到对焊件进行调整的目的，确保焊接变形量被控制在最小。还有，将焊缝设置在中和轴的时候，堆成焊接能够减少工件的焊接变形问题，低抵消部分收缩力。但是在应用过程中需要注意，焊接的结构设计以及整个焊接顺序的布置，也应该结合实际情况进行，避免出现不当的操作问题。

3.4 采取逆向分段焊接

逆向分段焊接的操作内容主要就是指在总的焊接方向选择上，可以采取从左往右的工作顺序，而分段焊接的方向，则是要从右往左。对于每个焊段都需要利用分割式的方法进行，受热部分发生膨胀的时候，分段应该从左端向右端进行焊接，但是如果膨胀沿着钢板逆向进行扩散，那么这时分段焊接的操作则取决于第一焊段的实际设置情况。高质量的焊缝分段焊接，都是由于前一焊段的刚性约束较小，使材料发生的变形问题得到了良好的控制，逆向分段焊接技术在自动焊接的过程中，受到了较大的制约。

3.5 反变形技术

在进行焊接工作之前，工作人员可以使零件朝着与焊接变形相反的方向进行倾斜、弯曲操作，这样在后续焊接过程中，如果材料发生形变，那么可以和预置量进行一定的抵消。当然，在针对反变形内容进行预置量设计的时候，其数据内容需要经过缜密的计算和多样的试验进行确定。对焊接零件进行预弯、预拱和预置的时候，需要利用到反向的机械力，这是抵消焊接应力的一种简单方式，在对工件进行预置时，可以产生使工件与焊缝收缩应力相反的变形，焊前的预置变形，与焊后的变形问题相互抵消，进而在工件上达到理想的平面；另一种平衡收缩力的应用方法，则是将同样的焊接工作进行相对应的放置，并利用器械对其进行夹紧，抵消二者的形变情况，在进行预弯操作的时候，也可以采取这种方法，不过需要注意，楔子需要被放置到合理的位置上。

3.6 焊接顺序

在确定焊接顺序的时候，需要根据工件的结构形式来进行确定，确保工件结构可以在同一位置上进行收缩。像如果需要在工件中和轴处加工双面坡口，利用多层焊接时确定工艺的执行顺序；而在角焊缝中，可以利用间断式的焊接操作，这样可以令上一道焊接的收缩力和下一道焊接的收缩力进行平衡。在对所需要的位置进行固定时，可以采用工装夹具来增强材料的刚性，尽可能降低焊接变形问题，这种方法主要被应用在小工件的焊接上，外力的介入会增大焊接的应力，所以比较适合那些低碳钢结构。

3.7 焊后去除收缩力

抵消焊缝收缩力问题也是降低焊接变形的关键点。像在执行的过程中，利用敲擊的方法，可以延长焊缝，令其变薄，进而消除弹性变形的情况。但在实际应用的时候，工作人员需要注意，对于焊缝根部不能进行敲击，否则可能会产生裂纹；还有像盖面焊道部位，也不能直接进行敲击，否则会产生硬化效果，反而增大形变量；热处理的方法也能够对收缩力进行控制，对工件温度进行控制，也可以有效预防变形问题。

4 结语

总而言之，针对焊接变形的控制及预防内容，相关工作人员需要给予高度的重视，结合实际情况，从基础内容入手，切实提升工业焊接质量，为我国社会主义的建设起到一定的推动作用。