焊接結構件焊接變形控制措施

摘 要：在機械制造業進行日常的焊接工作時，影響焊接結構將發生變形的因素很多，因此，在工業制造中對焊接結構件焊接變形的重視程度越來越高，為了更好的保障工業生產安全，已經發展成為當下必須解決的重要問題?；诖耍疚膶附臃椒捌涔に囈蛩亍⒔Y構焊接熱變形以及焊接結構件焊接變形控制措施進行了分析。

關鍵詞：焊接結構;焊接變形;控制措施

[中圖分類號]TG404 [文獻標識碼]A

1 焊接方法及其工藝因素

機械工程中常用的焊接方法包括以下幾種：埋弧自動焊、手動電弧焊接、二氧化碳保護焊接等。操作人員在焊接過程中采用的焊接方法不同，在焊接過程中產生的熱量不同，焊接完成后鋼結構變形狀態也不同。即使采用相同的焊接方式，在實際工作過程中也會因焊接工藝的不同而產生不同類型的焊接變形問題。也就是說，操作人員應在開始機械焊接前，制定明確的焊接工藝說明，并確保使工作場所的環境溫度和濕度滿足鋼結構焊接要求，從而保證鋼結構焊接工作能夠順利進行.

2 結構焊接熱變形的分析

2.1 變形原因分析

焊接變形的主要是由于焊縫的熱膨脹及其周圍的金屬導致的。在加熱時會出現金屬膨脹、周圍金屬壓縮變形，隨后冷卻過程中收縮和周圍金屬壓縮，又針對冷卻后對焊接件進行收縮變形處理。在這種情況下，對板的焊接結構，特別是板的焊接結構的影響是很大的，焊接結構在失去穩定性的情況下會產生失穩，也就是說，在這種情況下，板的焊接結構會發生變形，波形變形或凸凹變形。

2.2 焊接結構件制做順序與變形分析

一般在液壓支架結構的生產中，包括主機成型板和水平板組成框架，在這種情況下，框架和底板之間的有效連接形成了背面的焊接條件，在成型板與焊接平面之間要做一個完全的銜接，還需要進行后續的維修和穿孔工作。焊接變形產生的主要原因是液壓支架結構件在成形和焊接過程中產生收縮問題，而焊接時的收縮不能改變，但在成型過程中可以用另一種方式來進行相應的改變。

2.3 鋁合金焊接變形形成原因

鎂合金導熱率高、熱膨脹系數大，所以焊縫冷卻速度快，近縫區和母材很容易受到收縮應力的作用而產生較大變形，最終形狀、尺寸發生改變。

2.4 H型鋼焊變形分析

以往應用的H型鋼焊接后施工方法容易產生機翼角變形、壁側彎曲變形，而為了消除壁側彎曲變形，通常需要消防加熱進行矯治，而采用雙面雙弧同步CO2 氣體保護焊免清根的焊接方法，焊工在兩側均勻均勻地接受相同的焊接工藝參數，確保了壁面兩側應力的相互粘結，并均勻加熱均勻，在焊接過程中消除了壁面側彎變形，只有焊接后才需要修正機翼的角變形.大大縮短了校正周期，減少了加熱過程當中針對母材所造成的損傷.

3 焊接結構件焊接變形控制措施

3.1 完善和改進焊接的結構

如果要正確控制和有效防止各種焊接結構的焊接件變形，那么首先就需要在合理的設計上付出更多的努力，在進行焊接之前做出合理的焊接設計，只有在一個合理的設計如何準備好，下一步的工作就可以打下堅實的基礎。焊縫設計的一些具體措施主要包括：注意選擇每個焊縫的合理形狀，選擇合適的焊縫尺寸;如果在不必要的影響下對縫，則應盡量減少接縫數量;為了避免每個焊縫過于集中，必須注意每個焊縫的合理布置。

3.2 剛性固定法的使用

通常來說，剛性大焊接結構零件在進行手工焊接之后，出現任何變形的概率都是相對較小的，而一些剛性比較小的焊接結構件經過手工焊接也容易產生較大的焊接變形，因此針對這部分焊接結構件進行焊接時，我們必須采用特殊的焊接夾具。固定在焊接臺上方的固定桿、胎盤或固定點，有效地提高了焊接剛度，從而大大降低了發生這種變形的可能性。雖然在實踐中這種焊接方式比直接防止反三角形變形和波形變形更為有效，但特別需要注意的是，工人在進行焊接后，應等待焊接后工作場所逐漸降低到室內正常溫度，便于拔出緊固件，否則容易產生變形問題，另一方面，拿掉零件剛性固定前，也需要盡量進行敲擊。

3.3 焊接方法必須合理

在機械制造過的程當中，在焊接零件時選擇正確的焊接方式可以說是非常重要的。如果我們根據結構焊接件的實際情況，選擇的焊接方式是線路能量低，可以大大縮小焊接區的塑性壓縮區，同時，在焊接過程中，也可以有效地控制焊接結構焊接件的變形。現階段焊接技術中有氬弧焊、手持式弧焊和二氧化碳弧焊等方法。因此，在焊接結構件時，如果在工藝上可以實施三種方法，那么就可以有效地控制焊接結構件的變形。

3.4 減小變形

焊接結構零件焊接時的變形應從降低線能開始。通過降低線路能量，可有效防止波形變形、焊接接頭角變形等，減少線性能量控制腳部變形和梯形接頭橫向收縮效果最好。結構件焊接時一般有縱向和橫向焊縫，因此焊接時主要注意波形變形，焊接接頭的角變形等。在一定的線性能量值下，增加面板厚度可以減少收縮變形。然而，在真正的焊接中，必須保證焊接結構的焊接件的焊接。隨著板材厚度的增加，導線能量增加，焊絲和金屬堆焊增加，收縮變形也增加。同時，在實際進行焊接的過程當中，很多時候要對焊縫進行部分改造，單焊非常難焊透。因此，在設計焊接工程時，必須充分考慮板厚因素，做出合理的決策。除此之外，在機械制造中，為了控制坡口和缺口在根部的影響，生產必須在2毫米平面的專用平臺上進行，板材的裁剪尺寸和劃線應保證精度.還需要保證在鋼板軋制過程中，鋼板的平均卷軸沿鋼板的軸線和寬度垂直。減小焊接結構焊接件的變形，二是進行自由收縮。在設計結構焊接件時，應充分利用焊接后收縮變形與結構反向變形之間的相互抵消。由于變形相互抵消，可以降低焊接件的變形.因此，在焊接過程中進行內部縱縫焊接，然后進行裝配。這樣就可以完全消除零件的應力，減少零件的變形.

3.5 對電焊機的電流量進行控制31FCA1A4-F4AE-487D-AA3D-F39C7F92E645

電焊機可以非常準確地顯示出當前的電耗，因此機械焊接過程中的電流值對機械焊接質量也發揮著非常關鍵性的作用。在焊接的過程當中，需要控制點進行嚴格的分析，避免外觀損壞，提高成品成型標準，應盡可能采用模具與模具相結合的方法切割板材零件。為了更進一步減少坑的數量，也建議采用不橡膠錘或者是銅錘。除銹工作完成之后，堅持以砂來去除掉毛刺、掛渣等雜質，通過焊接仿真建立合理的焊接參數，按照焊接操作規范，并選擇合適的防濺劑和保護技術，為了防止切割表面，焊縫交叉位置，如高溫金屬表面結合焊接飛濺。

3.6 預留變形尺寸法

在焊接的過程當中，液壓支架應用是相對來說較為頻繁的。在這兩部分的主要位置，與焊接位置相對應的主支撐位置則需要保留一定的空間尺寸，例如說，在ZY4000支架結構中，標準尺寸為340mm的上梁支承寬度，同時，在裝配過程中需要將主支承板的根部位置增大1mm，并且在接口處增加2到3毫米的距離，用支撐板來進行固定。在指數焊接的過程中，也需要移除側支撐板，同時確保焊接過程中兩個主支承柱之間的應力能夠分布均勻，在支承柱的底部位置也能夠進行二次處理.

3.7 消除變形

針對焊接已經形成了的結構件，也可以采用現代技術來做出一定的調整，這樣可以有效底消除焊接的殘余變形。就目前的情況來說，經過廣泛的實踐和理論研究，機械壓力變形矯直和火焰加熱變形矯直對消除焊接件殘余變形是最為有效的。也正是因為如此，在焊接操作說明中，對于那些已經形成焊接變形的結構件，采用相應的消除手段進行修復，提高了結構零件焊接工作的有效性能，降低了焊接過程中由于焊接件質量不合格而造成的一系列經濟損失。

3.8 火焰加熱的糾正方法

利用火焰加熱時產生的局部壓縮塑性變形使得構件較長的部分在冷卻過后縮短以抵消變形，這種方法被稱為火焰加熱校正，雖然這種方法通常適用于低碳鋼和大多數低合金結構，但不適用于易發生晶間腐蝕的不銹鋼和較硬的鋼材淬火，在火焰加熱過程中，工作人員可以同時施加機械力，能有效改善矯正效果，結構設計結構的結構特點和焊接變形的實際狀態決定了嚴格如何有效選擇點加熱、線加熱或三角加熱.

3.9 收縮變形余量的預留

按照工件焊接焊縫收縮量的相關理論，可以得出兩個在計算經方面的驗值（鑄鋼箱形梁四周焊接施工點焊焊縫收縮量2mm/m，其他部件結構依此類推）和統計經驗值（統計參數的比例統計時根據同一焊接部件數個焊接產品可在焊接后或接前類比以往相似部件結構比例來計算統計經驗參數），收縮量剩余量設計是在焊接工件下部進料及焊接加工時預先設計考慮的一個問題，這主要是為了能夠便于設計達到工件焊接后的工件所設計要求的工件形狀、尺寸等，在工件焊縫焊接收縮的各個方向上預先設計留出焊縫收縮量，保證工件焊接后的整個構件能夠滿足要求的形狀尺寸。應值得一提的一點是，如果連接焊縫的各種形狀在實際應用生產過程中達到了不到一種規則化的形狀，預留的每個焊接焊縫收縮量就不能用平常的焊縫理論計算公式方法來進行計算，而是我們需要通過進行多個實際應用產品的無縫焊接收縮試驗等以來最終確定每個焊接的焊縫收縮量。

4 結束語

綜上所述，作為機械工程當中的一項重要的加工技術，焊接這一技術也是具有關鍵性意義的，事實上，因為焊接壓力下所出現的焊接變形，每年都會造成大約千萬元的嚴重損失，而這同樣也是在機械制造當中不可避免的一個嚴重的問題，也正是因為如此，研究和總結焊接結構變形的預防措施是相當重要的。

參考文獻：

[1]薛盛智，袁軍民，石一光，謝昊澄.機械焊接結構熱變形的控制措施研究[J].南方農機，2020，51（04）：10.

[2]楊璐.液壓支架結構件焊接變形分析及控制措施[J].當代化工研究，2020（01）：78-79.

[3]張亞春.焊接結構件焊接變形控制措施研究[J].中國設備工程，2019（24）：111-112.

[4]郭鎮渤，王登峰.軌道車鋼結構件焊接變形的原因分析及控制措施[J].中國戰略新興產業，2018（16）：218.

[5]王永協（中國船舶集團有限公司第七一三研究所）.基于復雜焊接結構件的PIP處理工藝研究[J].新技術新工藝， 2021， （2）：27-32.

[6]王菁（湘潭電機股份有限公司特電研究所）.高精度大型焊接結構件的加工工藝改進及應用[J].機械工程師， 2016， （8）：213-215.

[7]郭世敬， 化三兵， 白瑤瑤（鄭州四維機電設備制造有限公司）.焊接結構件時效處理方法及研究進展[J].熱處理技術與裝備， 2011， （5）：4-6.

[8]劉峰（浙江雙林機械股份有限公司）.機械結構件的焊接工藝現狀與發展趨勢[J].裝備維修技術， 2021， （12）：41.

[9]相雅彬， 張玉琪（中石化河南油建工程有限公司）.焊接變形預測技術研究進展[J].魅力中國， 2021， （33）：325-326.

[10]劉春月（一重集團天津重工有限公司）.焊接變形的影響因素與控制措施[J].經濟技術協作信息， 2021， （18）：115.

作者簡介：

郝瑞（1986-），男，民族：漢，籍貫：山西省太原市，學歷：大學本科;專業：金屬材料工程;職稱：工程師;從業方向：電站焊接，市政管網等工程。31FCA1A4-F4AE-487D-AA3D-F39C7F92E645