摘要： 焊接残余变形的存在，会影响产品生产工艺流程的正常进行，降低产品的承载能力，使产品的尺寸精度和外形达不到设计和使用的要求。因此，本文从焊接残余变形的种类、变形特点、如何控制及预防等方面，对焊接残余变形的相关知识点，进行了归纳总结。帮助学生更好地理解和掌握相关知识，为今后的工作打下良好的理论基础。
关键词： 焊接残余变形 变形种类 产生原因 消除方法 焊接变形和焊接应力同时存在于焊接结构中，焊接残余变形的存在，不仅会影响产品生产工艺流程的正常进行，使产品达不到设计和使用的质量要求，严重时还会使产品产生报废。因此，理解和掌握生产过程中，产品的变形种类、变形特点、预防和消除的方法在保证产品质量方面，就显得尤为重要。
一、焊接残余变形的种类及影响因素：
在焊接结构中，我们按焊接变形对整个结构产生的影响程度，可将焊接变形分为二大类，即整体变形和局部变形。整体变形通常包括纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形和扭曲变
形。局部变形通常包括角变形和波浪变形。焊接变形的基本形式主要有：收缩变形、角变形、波浪变形和扭曲变形。其中，收缩变形是在焊接过程中最容易出现的。
1、涡旋振荡器>橡胶硬度收缩变形
焊件尺寸在焊后缩短的现象称为收缩变形。它分为纵向收缩变形和横向收缩变形。
1）、纵向收缩变形
即沿着焊缝轴线方向上尺寸的收缩。 产生的主要原因是由于焊缝及其附近区域在焊接高温的作用下产生纵向的压缩塑性变形，待焊件冷却后，这些纵向的压缩塑性变形导致焊件沿焊缝长度方向尺寸缩短，即产生了纵向收缩变形。 影响纵向收缩变形的因素主要有构件的长度、截面积、焊接方向、焊接方法、焊接热输入及焊接工艺，其中，最重要的是焊接热输入。
2）、横向收缩变形
沿垂直于焊缝轴线方向上尺寸的收缩现象称为横向收缩变形。产生的主要原因是因为热源
ibm as400附近高温区金属的热膨胀受到约束，产生了塑性应变，熔池凝固后焊缝附近金属开始降温而收缩。另一方面是焊缝本身的收缩，但其较小，仅占横向收缩总量的10%左右。
影响横向收缩变形的因素主要有焊接热输入、焊接件的厚度、焊接接头的形式及焊接工艺。
2、角变形
在进行中厚板对接焊、堆焊、塔接焊及T形接头的焊接时，易产生角变形。产生的主要原因是由于在厚度方向上温度分布不均匀，导致压缩塑性变形量在厚度方向上不一致，或者是由于熔化金属在厚度上收缩量不一致而引起的。
影响角变形产生的因主要有焊接热输入、焊接件板厚、坡口形式、坡口尺寸、焊接层数、焊接方法和焊接顺序等。角变形可以通过反变形来预防，也可以用刚性固定法来限制角变形。
3、波浪变形风力摆控制系统
它是由远离焊缝区的焊接残余压应力引起的一种失稳变形。它主要常见于薄板构件上，在薄板焊接时，如果板中远离焊缝区的压缩残余应力超过了失稳的临界应力值，薄板就会出现波浪变形，而且这种变形的翘曲量一般都比较大，而且，同一构件的失稳变形形态可能有两种以上的失稳形式。
4、扭曲变形
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主要发生在一些框架、杠杆或梁柱等刚性较大的焊接构件上，产生扭曲变形的原因主要是焊缝的角变形沿焊缝长度方向分布不均匀所造成的，如在工字钢的制作中，因焊接方向和顺序不同，焊缝引起的角变形在焊缝长度方向逐渐增大，才引起扭曲变形，如果改变焊接顺序和方向，使两条相邻的焊缝同时向同一方向焊接，或在夹具中进行施焊，就会克服这种扭曲变形。扭曲变形不仅会给下道工序造成困难，还常常会因扭曲变形难以矫正而造成焊件报废。
二、预防和消除焊接残余变形的措施
控制焊接残余变形，从焊接结构设计时就开始考虑，并采取一切措施进行控制。当进入产
品制造阶段，可采用预防变形的焊前措施和焊接过程的主动控制工艺措施。在焊接完成后，只能选择“消极”的矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。
1、焊接残余变形的预防措施
1）、设计措施
（1）、焊缝位置和构件截面尽量要对称
因为构件截面对称的焊缝位置也对称，焊接所引起的变形可以相互抵消，当采用合适的焊接工艺措施时，焊接变形就容易控制。
（2）、焊缝数量和焊缝长度要合理
因为焊接变形与焊接热输入有着直接的关系，焊接热输入大，焊接变形就大，为减少焊接热输入，应尽量选择较短的焊缝长度。同时，在满足结构强度的前提下，选用断续焊缝来代替连续焊缝。另外，采用冲压式铸-焊连合结构来减少焊缝数量，都可预防焊接变形的产生。
（3）、焊缝的截面尺寸尽量要小
因为焊缝截面尺寸大，熔敷金属的量就多，热输入就大，焊接残余变形就大。所以，在保证结构承载能力足够的前提下，尽量采用双U形坡口或双V形坡口，使熔敷金属减少，焊接变形减少。
2）、工艺措施
（1）、增加余量法
在进行材料的下料时，事先考虑到收缩变形，将加工部件的长度或宽度尺寸适当加大，来补偿焊件的收缩。
（2）、反变形法
根据焊件的变形规律，先将焊件向着焊接后产生变形的相反方向进行人为的变形（反变形量与焊接变形量相等），焊接后，焊件上的残余变形正好抵消了预先变形量，使焊件回复到设计要求的几何型面和尺寸，从而达到抵消焊接变形的目的。
（3）、选择合理的装配焊接顺序
对于截面形状和焊缝布置均为对称的构件，应当采取对称焊接施焊。不对称焊缝先焊焊缝少的一侧，长焊缝可采取分段退焊法，进行焊接，这样，能最大限度地减少焊件的结构变形。
（4）、热平衡法
在焊接不对称焊缝的结构时，焊后会产生弯曲变形，如果在与焊缝相对应的位置上采用气体火焰与焊接同步加热，使加热区和焊缝产生同样的膨胀变形，焊后一致收缩，这样可以防止产生弯曲变形。
筛板塔（5）、散热法
可以通过不同的冷却方式带走焊缝结构的弯曲变形及其附近的热量，减小焊缝及其附近的受热区，达到减小焊接变形的目的，如水浸散热法、喷水散热法等，但要注意的是，散热法不适合焊接具有淬硬性的钢材，否则焊件将会产生焊接裂纹。
（6）、刚性固定法
焊件在焊接时，将焊件固定在具有足够刚性的基体上，使焊件在焊接时不能够移动，在焊件完全冷却后再将焊件放开，这时焊件的变形要比在自由状态下焊接时产生的变形要小。
（7）、合理选择焊接方法和规范
原则上选用热输入较低的焊接方法，可以有效的防止焊接变形的产生，如可采用CO2半自动焊、真空电子束焊等方法。
2、焊接残余变形消除措施
消除焊接变形的实质就是使焊件产生新的变形，以抵消焊接残余变形。但在矫正焊接变形的过程中往往会使焊件产生内应力，因此在矫正之前，要消除焊件的焊接残余应力，以免矫正变形时，构件发生局部破裂。常用的消除方法有机械矫正法、锤击矫正法和火焰加热矫正法。
1）机械矫正法
机械矫正法是通过机械力使部分金属得到延伸，使其达到所要求的形状，多用于薄板焊件产生的波浪变形的矫正。矫正时要注意以下几个问题：
（1）对冷裂倾向较大的高强度钢采用此方法要注意，因为机械矫正法易产生冷作硬化。
（2）对重要焊件和合金钢焊件，矫正后应仔细检查矫正处有无裂纹。
（3）矫正波浪变形时，可沿焊缝进行锻打或用碾压设备碾压焊缝。
2）锤击矫正法
锤击矫正法是用锤击来延展焊缝及其周围压缩塑性变形区域的金属，来达到消除焊接变形的目的。多用于矫正厚度不大的钢板结构。要注意锤击矫正法劳动强度大，表面质量不高，对要求耐腐蚀的设备，不宜选用锤击法，以防止应力腐蚀。
3）火焰加热矫正法
火焰加热矫正法是利用火焰对焊件局部进行加热。高温处的金属材料受热膨胀后，受到构件本身的刚性制约，产生局部的压缩塑性变形，当焊件冷却后发生收缩抵消了焊后在该部
位的伸长变形，从而达到矫正目的。常用的火焰矫正法的方法主要有三种，即点状加热法、线状加热法和三角形加热法。注意的是火焰矫正法的效果好坏，关健在于正确选择加热位置和加热范围。
三、结束语
通过以上的分析，我们发现焊接残余变形产生的原因相当复杂，有设计上的，也有工艺上的。而控制和消除焊接残余变形的方法更有许多，因此在实际操作过程中，大家要根据实际情况，对产品的材料、结构进行分析，合理采用各种方法，来控制和消除焊接残余变形，使产品符合设计和使用的要求。
参考文献
[1]胡宝良 新编高级焊工简明读本[M] 上海 上海科学技术出版社 2006.01
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