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【摘 要】焊接变形在现代焊接工业过程中是一种常见的发生现象，对钢材材结构性能影响非常大，本文将分析焊接变形产生的因素，并采取很好的解决办法。
【关键词】焊接变形；影响因素；解决措施
0.前言
在现代工业技术水平高速发展中，钢材已经广泛应用于现代工业、建筑、运输等领域里，其焊接技术在这里面发挥了很重要的作用，并成为影响钢材结构性能的重要因素。在焊接过程中由于受到急剧的非平衡加热或冷却，如果操作不当，或是因为其他因素长期引起焊缝的产生，通常在这些焊缝处受到温度的影响，就会发生收缩现象，最终导致结构变形。焊接残余变形成为影响结构设计完整性、制造工艺合理性与结构使用可靠性的最至关重要的因素。当钢材变形量在一定的允许承受值内时，没有进行处理，假设变形量一旦超出这个承受范围，就需要对焊接变形处进行矫正，矫正的工作量会比开始允许承受值变形值内的工作量大，如果某些焊接变形的材料在矫正后往往会因为无法使用而废弃，或者能在正常使用，也会造成作业时间的增加。所以预防和控制焊接变形的发生，分析焊接变形产生的因素，解决存在的问题，才能有效的避免焊接变形的发生机率。
1.焊接变形发生的影响因素
焊接时通常采用集中热源局部高温加热，所以在焊件上就会造成不均匀的温度场，焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形，以及在室温条件下发生的残余变形。焊接结构件变形的因素非常多，包括：焊接参数（WPS文件参数）导致的变形、错边变形、母材的材质导致的变形、波浪变形、焊接方法不娴熟或者方法不正确导致的变形、填充材料导致的变形和焊接顺序不正确导致的变形等，接下来我们将分析影响焊接变形的发生因素。
1.1材料因素的影响
材料的影响是由自身的化学成分、 组织状态以及力学性能等方面，都会对其焊接性有必然影响。如： 铝和钛的化学性质很活泼，铝制品却很耐腐蚀，但是比较容易氧化和烧损， 因此在焊接时，它们就比铁要困难得多。材料因素对焊接变形的影响通常会由两方面决定，一是焊接材料，包括焊条、焊剂、焊丝、金属粉末和气体等。二是材料的热物理性能参数与力学性能参数。物理性能参数的影响比较单一，受热传导系数上越小，温度梯度越大，焊接变形就会越明显。力学性能对焊接变形的影响相对非常复杂，会随着热膨胀系数的增加焊接变形就更加明显。同时材料随着弹性模量的不断增加，焊接变形相反而减少，并且较高的屈服极限会造成更高的残余应力，焊接结构存储的变形能量也会因此而增，并造成脆性断裂。此外，由于塑性应变较小且塑性区范围不大就会造成焊接变形得以减少。
1.2焊缝在结构中的位置影响
焊缝在焊接结构中的位置影响是显而易见的，结构在焊接变形过程中工件本身的拘束度是可以变化的，金属结构的刚性由结构的截面形状和尺寸的大小决定。自身为变拘束结构，随拘束度的增加，焊接残余应力增加，而焊接变形则相应减少。同时还受到外加拘束的影响，而最终还是受位置对称性的影响。例如：在焊件中性轴的一侧时，焊件在焊后将向焊缝一侧弯曲，同时焊缝距离中性轴距离增加，焊件就会更加容易发生弯曲变形。在整个焊接结构中，假设中性轴两侧焊缝的数目都不一样，且焊缝距中性轴的距离大小也都不一样，也非常容易引起结构的弯曲变形发生。
1.3焊接工艺对焊接变形的影响
焊接工艺对焊接变形的影响有收缩量因素，焊缝的纵向收缩量是随着焊缝长度的增大而增大；间断焊缝比连续焊缝的收缩量小。同时焊接方法、构件的定位或固定方法、焊接输入电流电压量、焊接胎架及夹具的应用、焊接顺序等对焊接变形都有影响。而影响最大的是焊接顺序，通常情况下，改变焊接顺序往往能够改变残余应力的分布和应力状态，减少焊接变形等发生。多层焊和焊接工艺参数也对焊接变形影响非常大。
2.焊接变形的解决措施
2.1改进焊接结构设计
焊接尺寸对焊接变形有着明显的影响，焊缝尺寸大会影响焊接量大，同时还对焊接变形也影响大，所以在保证结构的承载能力的条件下，设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸。同时还需要避免焊缝的不均匀布置与集中分布，设计焊接结构时，使焊缝对称于截面中性轴，或者是使焊缝接近中性轴，效果是对梁、柱等类型结构的挠曲变形减少有好的作用。同时为了保证结构具有足够的承载能力，需要减少不必要的焊缝，采用压型结构代替肋板结构， 满足较小焊缝的尺寸需求，可以有效防止薄板结构变形，达到控制焊接变形发生。
2.2提高焊接工艺方法
在焊接构件生产制造过程中，选择合理的焊接方法和规范，焊前，需要预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。反变形法事先估计好焊件焊接变形大小和方向，在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量（反变形量），焊后焊接残余变形抵消了预变形量，使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定， 提前对焊件加以固定，提高结构刚性来限制焊接变形，可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。预拉伸法多用于薄板平面构件，在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下焊接。焊后，去除预拉伸或加热，薄板恢复初始状态，可有效地降低焊接残余应力，控制焊接变形。
2.3做好焊后矫正工作
当构件焊接后，焊接结构不可避免地要产生焊接变形，只能通过矫正焊接变形措施来减小或消除已发生的残余变形。矫正焊接变形有机械校正法、火焰校正法。采用机械校正法校正前要分析焊缝应力的方向，并找准应力点，以采取适当的方法操作。采用火焰校正法认真分析变形发生状况，并制定矫正工作方法，才能确定加热位置及矫正步骤。同时还需要对材料性质的认真了解，然后决定加热温度达到，目的是使易受温度影响的材料能够有效避免在性能上产生变化，对构件产生影响。在矫正薄板时，对受热温度的影响区窄，在锤击时尽量要用木锤，才能很好的達到矫正的效果。 [科]
【参考文献】
[1]冀振.焊接变形的预防与控制[J].科技情报开发与经济，2012（17）.
[2]李传标.建筑工程钢结构焊接施工变形控制的解析[J].建筑遗产，2013（22）.
[3]罗满香.焊接变形工艺校正方法的研究[J].科技创新导报，2010（18）：44.
【关键词】焊接变形；影响因素；解决措施
0.前言
在现代工业技术水平高速发展中，钢材已经广泛应用于现代工业、建筑、运输等领域里，其焊接技术在这里面发挥了很重要的作用，并成为影响钢材结构性能的重要因素。在焊接过程中由于受到急剧的非平衡加热或冷却，如果操作不当，或是因为其他因素长期引起焊缝的产生，通常在这些焊缝处受到温度的影响，就会发生收缩现象，最终导致结构变形。焊接残余变形成为影响结构设计完整性、制造工艺合理性与结构使用可靠性的最至关重要的因素。当钢材变形量在一定的允许承受值内时，没有进行处理，假设变形量一旦超出这个承受范围，就需要对焊接变形处进行矫正，矫正的工作量会比开始允许承受值变形值内的工作量大，如果某些焊接变形的材料在矫正后往往会因为无法使用而废弃，或者能在正常使用，也会造成作业时间的增加。所以预防和控制焊接变形的发生，分析焊接变形产生的因素，解决存在的问题，才能有效的避免焊接变形的发生机率。
1.焊接变形发生的影响因素
焊接时通常采用集中热源局部高温加热，所以在焊件上就会造成不均匀的温度场，焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形，以及在室温条件下发生的残余变形。焊接结构件变形的因素非常多，包括：焊接参数（WPS文件参数）导致的变形、错边变形、母材的材质导致的变形、波浪变形、焊接方法不娴熟或者方法不正确导致的变形、填充材料导致的变形和焊接顺序不正确导致的变形等，接下来我们将分析影响焊接变形的发生因素。
1.1材料因素的影响
材料的影响是由自身的化学成分、 组织状态以及力学性能等方面，都会对其焊接性有必然影响。如： 铝和钛的化学性质很活泼，铝制品却很耐腐蚀，但是比较容易氧化和烧损， 因此在焊接时，它们就比铁要困难得多。材料因素对焊接变形的影响通常会由两方面决定，一是焊接材料，包括焊条、焊剂、焊丝、金属粉末和气体等。二是材料的热物理性能参数与力学性能参数。物理性能参数的影响比较单一，受热传导系数上越小，温度梯度越大，焊接变形就会越明显。力学性能对焊接变形的影响相对非常复杂，会随着热膨胀系数的增加焊接变形就更加明显。同时材料随着弹性模量的不断增加，焊接变形相反而减少，并且较高的屈服极限会造成更高的残余应力，焊接结构存储的变形能量也会因此而增，并造成脆性断裂。此外，由于塑性应变较小且塑性区范围不大就会造成焊接变形得以减少。
1.2焊缝在结构中的位置影响
焊缝在焊接结构中的位置影响是显而易见的，结构在焊接变形过程中工件本身的拘束度是可以变化的，金属结构的刚性由结构的截面形状和尺寸的大小决定。自身为变拘束结构，随拘束度的增加，焊接残余应力增加，而焊接变形则相应减少。同时还受到外加拘束的影响，而最终还是受位置对称性的影响。例如：在焊件中性轴的一侧时，焊件在焊后将向焊缝一侧弯曲，同时焊缝距离中性轴距离增加，焊件就会更加容易发生弯曲变形。在整个焊接结构中，假设中性轴两侧焊缝的数目都不一样，且焊缝距中性轴的距离大小也都不一样，也非常容易引起结构的弯曲变形发生。
1.3焊接工艺对焊接变形的影响
焊接工艺对焊接变形的影响有收缩量因素，焊缝的纵向收缩量是随着焊缝长度的增大而增大；间断焊缝比连续焊缝的收缩量小。同时焊接方法、构件的定位或固定方法、焊接输入电流电压量、焊接胎架及夹具的应用、焊接顺序等对焊接变形都有影响。而影响最大的是焊接顺序，通常情况下，改变焊接顺序往往能够改变残余应力的分布和应力状态，减少焊接变形等发生。多层焊和焊接工艺参数也对焊接变形影响非常大。
2.焊接变形的解决措施
2.1改进焊接结构设计
焊接尺寸对焊接变形有着明显的影响，焊缝尺寸大会影响焊接量大，同时还对焊接变形也影响大，所以在保证结构的承载能力的条件下，设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸。同时还需要避免焊缝的不均匀布置与集中分布，设计焊接结构时，使焊缝对称于截面中性轴，或者是使焊缝接近中性轴，效果是对梁、柱等类型结构的挠曲变形减少有好的作用。同时为了保证结构具有足够的承载能力，需要减少不必要的焊缝，采用压型结构代替肋板结构， 满足较小焊缝的尺寸需求，可以有效防止薄板结构变形，达到控制焊接变形发生。
2.2提高焊接工艺方法
在焊接构件生产制造过程中，选择合理的焊接方法和规范，焊前，需要预防变形、预拉伸法和刚性固定组装法。反变形法事先估计好焊件焊接变形大小和方向，在待焊工件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量（反变形量），焊后焊接残余变形抵消了预变形量，使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。刚性固定组装法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件尽可能地固定， 提前对焊件加以固定，提高结构刚性来限制焊接变形，可有效地控制待焊构件的角变形与弯曲变形等。预拉伸法多用于薄板平面构件，在薄板有预张力或有预先热膨胀量的情况下焊接。焊后，去除预拉伸或加热，薄板恢复初始状态，可有效地降低焊接残余应力，控制焊接变形。
2.3做好焊后矫正工作
当构件焊接后，焊接结构不可避免地要产生焊接变形，只能通过矫正焊接变形措施来减小或消除已发生的残余变形。矫正焊接变形有机械校正法、火焰校正法。采用机械校正法校正前要分析焊缝应力的方向，并找准应力点，以采取适当的方法操作。采用火焰校正法认真分析变形发生状况，并制定矫正工作方法，才能确定加热位置及矫正步骤。同时还需要对材料性质的认真了解，然后决定加热温度达到，目的是使易受温度影响的材料能够有效避免在性能上产生变化，对构件产生影响。在矫正薄板时，对受热温度的影响区窄，在锤击时尽量要用木锤，才能很好的達到矫正的效果。 [科]
【参考文献】
[1]冀振.焊接变形的预防与控制[J].科技情报开发与经济，2012（17）.
[2]李传标.建筑工程钢结构焊接施工变形控制的解析[J].建筑遗产，2013（22）.
[3]罗满香.焊接变形工艺校正方法的研究[J].科技创新导报，2010（18）：44.