淺談焊接過程中的變形成因及對(duì)策

【摘 要】近年來，隨著我國(guó)工業(yè)行業(yè)的快速發(fā)展，焊接已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的工藝方法，目前得以廣泛應(yīng)用。它通常都是通過對(duì)工件采取加壓、加熱處理方式，或者是二者并用，從而使兩個(gè)不同的工件進(jìn)行結(jié)合的加工工藝。但是，在焊接的過程中會(huì)出現(xiàn)變形，從而影響工件的質(zhì)量。本文從焊接過程的變形角度出發(fā)，先分析了產(chǎn)生變形的原因，然后自此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決措施，旨在為工業(yè)生產(chǎn)的焊接提供參考。

【關(guān)鍵詞】焊接；變形；成因

隨著我國(guó)焊接工藝的快速發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，比如既可以應(yīng)用于金屬材料的焊接，又可以用于非金屬材料的焊接，從而有效推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)發(fā)展的步伐。但是，在焊接的過程中，常常會(huì)出現(xiàn)變形問題，從而嚴(yán)重影響了加工件的質(zhì)量，不利于后期的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，而且還造成了一定的損失。因此，我們必須要研究加工件焊接過程中導(dǎo)致變形的原因，然后采取有力的措施加以解決。

一、焊接過程中產(chǎn)生變形的原因

在焊接的過程中，導(dǎo)致變形現(xiàn)象發(fā)生的原因有很多，我們必須要分析各種原因，了解清楚產(chǎn)生變形的影響因素，然后才能對(duì)癥下藥，采取有力的措施加以防范。具體來講，加工件在焊接過程中出現(xiàn)變形的原因有以下幾種。

（一）加工件本身的問題

加工件在焊接的過程中出現(xiàn)變形問題，一部分原因是加工件自身存在的問題。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）界面和尺寸問題

從加工件的剛度表現(xiàn)來看，比如鋼結(jié)構(gòu)，其剛度一般都是體現(xiàn)在抗伸、抗拉、彎曲等幾個(gè)方面的能力，而這幾個(gè)方面的能力均受到截面和尺寸大小的影響。比如在焊接的過程中，如果桁架的橫截面沒有達(dá)到相應(yīng)的規(guī)范，那么就會(huì)產(chǎn)生縱向變形的情況；再比如在焊接的過程中，如果遇到丁字形等形狀的截面，鋼結(jié)構(gòu)也會(huì)因?yàn)槠淇箯潉偠炔环弦?，最終出現(xiàn)彎曲變形的情況。

（2）加工件的剛度問題

在某些加工件的焊接過程中，由于加工件的剛度不符合要求，經(jīng)過相關(guān)的焊接處理后，在加工件的焊縫布置上出現(xiàn)了嚴(yán)重不均勻的情況，從而就導(dǎo)致出現(xiàn)比較嚴(yán)重的收縮情況，特別是在那些焊縫比較多的地方，其出現(xiàn)的變形程度就會(huì)隨之增多。就正常情況來看，焊縫是呈對(duì)稱狀態(tài)分布。因此，人們?cè)趯?duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接處理時(shí)，需要做好焊接的程序，避免出現(xiàn)角變形等情況。

（二）焊接工藝問題

加工件的焊接過程出現(xiàn)變形，除了其自身的原因之外，具體的焊接工藝也是原因之一。比如在焊接的過程中，由于人們沒有將電流控制到位，直接導(dǎo)致加工件受熱不均勻，最終就出現(xiàn)了焊接變形的情況；再比如在處理多層的鋼板焊接時(shí)，一般情況下，對(duì)于每一層的焊接縫來講，其所需要的收縮量都是不一樣的，如果層數(shù)太多的話，最終發(fā)生變形的幾率也就更大。此外，焊接的順序不當(dāng)都會(huì)造成變形。

二、應(yīng)對(duì)焊接過程中變形的具體措施

針對(duì)焊接過程中出現(xiàn)的問題，我們可以采取以下幾種方法加以應(yīng)對(duì)，從而保障鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題。

（一）反變形法

這種方法指的是在鋼結(jié)構(gòu)的焊接前進(jìn)行裝配時(shí)，為了有效避免在焊接過程中出現(xiàn)變形，可以預(yù)置反方向的變形量，這樣就可以有效抵消掉在焊接過程中出現(xiàn)的變形問題，這種方法在防止變形方面具有很好的效果。在采用反變形法時(shí)，需要格外注意處理好焊接順序，具體來講，需要遵循以下兩種原則。第一，采用對(duì)稱焊接的方法。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取焊接處理時(shí)，為了有效防止變形，盡量多采用對(duì)稱焊接的方式。這就要求在焊接過程中，由成對(duì)的焊工對(duì)稱進(jìn)行焊接，這樣的焊接方式能夠有效抵消一部分由于焊縫所引起的變形問題。第二，先少后多原則。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，如果碰到焊縫布置不對(duì)稱的情況，應(yīng)該優(yōu)先考慮焊縫比較少的一側(cè)，然后再考慮焊縫多的一側(cè)，這樣可以有效降低變形的程度。

在焊接的過程中，常見的焊接順序有以下五種。

1、分段焊接法。一般來講，這種方法尤其適用于不同空間位置的焊接。比如對(duì)于那些焊縫比較長(zhǎng)、鋼材又比較厚的情況，人們可以通過設(shè)置擋弧板，然后采取多人同時(shí)焊接的方法，這樣就可以將熱影響區(qū)大幅度減小，從而達(dá)到防止變形的目的。但是，這種方法不適用于立焊。

2、分中分段退焊法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是中間的散熱較之周圍比較快，對(duì)于存在焊縫兩端的溫度差方面，具有良好的縮短效果，這樣一來，焊縫熱影響區(qū)的溫度不會(huì)出現(xiàn)急劇增高的情況，從而有效避免因?yàn)闊崤蛎泴?dǎo)致的焊接變形。這種方法大多適用于焊接那些中板或者是比較薄的鋼板，常見于平焊和仰焊中，基本不用于立焊。

3、跳焊法。這種方法多用于處理六至十二毫米厚的鋼板中，它可以有效分散焊縫熱量，從而達(dá)到較小或者避免變形現(xiàn)象的發(fā)生。這種方法除了立焊之外，都可以在平焊、仰焊、衡焊中。

4、交替焊法。除了每段焊接的距離拉長(zhǎng)了之外，這種方法與跳焊法大致相同，大多適用于長(zhǎng)焊縫和薄板的處理中。

5、分中對(duì)稱法。為了進(jìn)一步減小焊接過程中出現(xiàn)的變形，在焊接的過程中需要從中心到兩端，采取一次性焊接。這種方法比較適用于焊縫比較短的焊件。

（二）剛性固定法

與反變形法相比，運(yùn)用這種方法來防止焊接過程的變形，效果同樣比較顯著，而且還無需太多考慮焊接順序問題。但是剛性固定法也有其自身的缺陷，比如對(duì)于一些比較大的工件來講，固定處理不方便，而且當(dāng)完成焊接處理撤掉相應(yīng)的固定設(shè)施后，焊件還會(huì)出現(xiàn)少許的變形情況，而且還會(huì)存留比較大的應(yīng)力。因此，這種方法比較適用于處理那些薄壁材料，其厚度要控制在六毫米左右、要求具有良好的韌性。

（三）散熱法

這種方法又可以稱為強(qiáng)迫冷卻法，主要的操作方法就是對(duì)焊接處的熱量進(jìn)行冷卻處理，從而將其熱量迅速散走，促使焊縫附近的受熱面積大大減少，最終實(shí)現(xiàn)減小焊接變形的目的。這種方法大多見于表面推焊和焊補(bǔ)這兩種情況。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是散熱比較快，缺點(diǎn)是操作起來比較麻煩。

三、結(jié)束語

綜上所述，焊接是目前一項(xiàng)非常重要的工藝方法，在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。因此，針對(duì)焊接過程中出現(xiàn)的變形問題，我們必須要認(rèn)真分析其原因，然后再采取有力的措施加以應(yīng)對(duì)，最大程度上減少變形，甚至避免出現(xiàn)變形，從而推動(dòng)焊接工藝的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)提供重要的保障。

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