薄板结构件焊接变形的控制和矫正

【摘 要】随着我国工业化进程的不断发展，焊接作为一种重要的工业制造手段，正被广泛应用于各行各业之中，并俨然已经成为制作复杂结构件的重要基础加工方法。然而，也正是由于焊接是一种局部不均匀加热与冷却的过程，在焊接过程中及焊后极易造成焊接结构件的变形，严重影响结构件的使用与成品结构件的质量。所以，加强对焊接结构件变形的控制与矫正，早已成为工业企业加工、生产的首要课题。尤其是针对薄板结构件焊接变形而言，对其的控制与矫正更是焊接结构件变形的难点。因此，本文笔者结合个人实践工作经验，对薄板结构件焊接变形的控制和矫正进行粗浅的探讨，以期为广大同行做出有益参考。

【关键字】薄板结构件；焊接变形；控制；矫正

前言

近些年来，随着我国工业技术的快速发展，焊接结构正以其生产工作简单、制作周期较短等诸多优点，被广泛应用于复杂结构件的制作中。可以说，焊接俨然已经成为工业制作的重要手段，并在工业发展中占据着十分重要的地位。然而，由于焊接是一种局部不均匀加热与冷却的过程，在焊接过程中及焊后极易造成焊接结构件的变形，严重影响结构件的使用与成品结构件的质量。特别是薄板结构件焊接变形，更是需要高超的技术进行控制与矫正。所以，对薄板结构件焊接变形的控制早已成为工业企业生产、加工的难点。以下笔者即结合个人实践工作经验，从影响焊接结构件变形的原因入手进行粗浅的分析，并提出控制与矫正薄板结构件焊机变形的个人建议，以供参考。

1、产生焊接变形的原因

焊接是一种不均匀快速加热和冷却的过程，所以在焊接过程中及焊后极易造成焊接结构件变形，给结构件的使用造成严重影响。所以，加强对焊接结构件焊接变形的研究与控制尤为重要。而笔者通过对大量的实践数据分析得知，目前引发焊接变形的最根本原因主要是由焊接过程中的热变形与焊接结构件的刚性条件所造成的。其中，引发焊接热变形的主要因素，主要有以下几点：焊接工艺方法；焊接参数；焊缝数量和断面大小；施工方法；材料的热物理性能等。而影响焊接结构件刚性系数的因素，又可分为以下几点：构件的尺寸和形状；胎夹具的应用；装配焊接程序等。

2、薄板结构件焊接变形的种类

通过大量的数据分析，我们可以得知，无论是任何钢结构，其在发生焊接变形时，其变形总类主要可以分为：整体变形与局部变形两种，薄板结构件自然也不例外。目前薄板结构件焊接变形中的整体变形，就是指焊接以后，整个构件的尺寸或形状都发生的变化，如：纵向、横向收缩，弯曲和扭曲变形等。而薄板结构件焊接变形中的局部变形则是指，焊接以后构件的局部区域出现变形，包括角变形与波浪变形等。

3、控制与矫正薄板结构件焊接变形的具体措施

3.1薄板结构件焊接变形的控制措施

因为在焊接过程中，薄板结构件的焊接变形主要是受到热变形与刚性条件的影响。所以，我们可以看出，在焊接过程中要想完全消除焊接变形是不太可能的。而为了进一步确保焊接构件的使用与成品质量，就必须从薄板结构件设计与施工工艺两个方面入手，对焊接变形加以控制。

在设计上，薄板结构件设计除了要满足构件的强度与使用性能之外，还必须满足构件制造中焊接变形最小及耗费劳动时最低的要求。特别是因为，往往在设计图纸中，对版缝布置工艺一旦考虑不周，势必会引发焊接变形。所以，优化板缝的布置，尤为重要。

在施工工艺上，合理的焊接工艺是减少焊接变形，减少应力集中的有效方法。所以，在焊接过程中，为了控制薄板结构件焊接变形，可采取的工艺控制方法，主要有几下几点：第一，在无装配应力强制下进行构件装配；第二，采用自动焊和其他气体保护焊工艺；第三，合理选择焊接规范参数和装配焊接顺序。减少焊丝供给量，降低电流、电压，改变极性。先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行；第四，合理运用刚性固定法，反变形法。

3.2薄板结构件焊接变形的矫正措施

在钢结构的建造过程中，尽管我们已经在其结构件的设计与施工工艺上采取了必要的控制措施，但是由于在实际焊接过程中，引起焊接特点与工艺的复杂性等多方因素影响，一旦出现超出设计要求，工艺所能控制的焊接变形，就必须要进行必要的矫正，以此最大程度降低焊接变形所带了质量与使用上的影响。

目前我们所说的薄板结构件焊接变形矫正多指局部变形矫正，如：角变形、弯曲变形、波浪变形等等。而对于构件结构的整体变形如纵向和横向收缩，则只能通过下料或装配时预防余量来补偿。

在矫正过中，通过采用机械矫正法与火焰矫正法两种方法：第一，机械矫正法。在实际生产中使用机械矫正法矫正钢结构时，极易引起金属冷作硬化，消耗塑性储备，所以一般情况下，机械矫正法多运用在塑性良好的材料中，如：大型油压机、摩擦压力机等方面的矫正；第二，火焰矫正法。对钢结构使用火焰矫正法时，当矫正冷却后，其焊接构件这部分金属就会获得不可逆转的压缩塑性变形，从而是整个焊接构件变形得到矫正。值得注意的是，在矫正过程中，由于火焰矫正法同样需要消耗一部分塑性材料，所以对于脆性材料活脆性差的材料要谨慎使用。同时，在矫正过程中，也要适当控制火焰加热的温度，温度过高会是材料的机械性能减低，温度过低则会使矫正效率减低。而冷却速递却对矫正效果不产生任何影响。也正因如此，在施工过程中，可采用边加热边喷水冷却的方法，即能提高工作效率，又能提高矫正效果。

结束语

综上所述，本文笔者从薄板结构件焊接变形的控制与校正入手进行粗浅的探讨，使我们更加清楚的认识到，随着我国工业化进程的不断加快，焊接作为制作复杂结构件最为基础的方法，其在我国工业制造中占据着举足轻重的地位。尤其是焊接结构件与其他加工方式相比，其不仅能够完成许多制造工艺无法达成的高难度结构制作，还能极大的减低了对原材料的耗费。所以，加强对焊接过程中焊接结构件的变形控制与校正，提高成品使用质量，早已成为目前我国工业加工行业历史发展的必然趋势，具有十分重要的现实意义。