焊接残余变形

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1．残余变形分类

焊接残余变形大致可分为以下几种：

(1)纵向收缩变形：即沿焊缝长度方向发生的收缩变形，如图13－29(a)所示。

(2)横向收缩变形：指垂直于焊缝方向的变形，如图13－29(b)所示。

(3)弯曲变形：通常由纵向收缩或横向收缩引起，如图13－29(c)所示。

(4)角变形：如图13－29(d)所示。

(5)扭曲变形：如图13－29(e)所示。

(6)波浪变形：如图13－29(f)所示。

图13－29 常见焊接残余变形类型

(a)纵向收缩变形 (b)横向收缩变形 (c)弯曲变形 (d)角变形 (e)扭曲变形 (f)失稳变形

2．控制焊接残余变形的措施

(1)设计措施：

1)选用合理的焊缝尺寸和形状，在保证构件承载的条件下，应尽量采用较小的焊缝尺寸。

2)尽可能减小焊缝的数量，如图13－30(a)。

3)合理布置焊缝的位置，尽可能使焊缝对称于构件截面的中性轴，如图13－30(b)。

图13－30 控制变形的措施

(a)减少焊缝数量减少焊接变形 (b)合理安排焊缝位置

(2)工艺措施：

1)反变形法：即在装配时给予一个相反方向的变形与焊接后变形相抵消。几种反变形实例(措施)，如图13－31所示。

图13－31 几种反变形措施

2)刚性固定法：将构件加以固定来限制焊接变形，如图13－32所示几种刚性固定措施。

图13－32 几种刚性固定措施

3)合理地选择焊接方法和规范：在生产条件允许下，尽可能选用线能量低或能量相对密度高的焊接方法，如真空电子束焊、激光焊等。选择合适的规范，控制线能量。

此外，还可以用直接水冷和铜冷却块来限制和缩小焊接热场的分布，如图13－33所示。注意，对淬硬性较高的材料慎用。

图13－33 采用直接水冷防止薄板焊接变形

4)选择合理的装配焊接次序：把结构分成部件，使不对称的焊缝或收缩量较大的焊缝能较大自由地收缩，而不影响整体结构。然后再拼成整体。

(3)矫正焊接残余变形的方法：

1)机械矫正法：主要有油压机、千斤顶、碾压等矫正方法，如图13－34所示。

图13－34 机械矫正法

2)火焰加热矫正法：利用火焰局部加热时产生的压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，达到矫正变形的目的，如图13－35所示。

图13－35 火焰矫正法