金属焊接变形与其防治措施

金属焊接变形与其防治措施

刘海霞

山东华邦建设集团有限公司山东潍坊262500

摘要：随着金属材质在工业生产中的越来越广泛的应用，焊接工艺也越来越受到大家的重视，而金属焊接的质量也成为工业生产能力的重要考核标准。焊接过程中，材料产生变形将严重影响焊件质量。本文主要讨论了如何减小焊件内部应力防止其变形的一些措施以及在金属焊接过程的注意事项。

关键词：金属焊接；防治措施；变形

引言：焊接变形是指焊接过程中焊件产生的变形。而在焊接变形中按照形状变化分类又有纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形等共六种。而纵向收缩变形和横向收缩变形又是焊接变形的基本形式，其他的四种变形都来源于这两种变形发生的部位、焊缝数量的不同而产生的。纵向收缩变形是指焊件焊后沿平行于焊缝长度方向上产生的收缩变形。而横向收缩变形则是收缩变形方向垂直与焊缝长度。焊件变形将严重影响焊件的质量，因此，我们应该采取一些措施防止金属发生变形。

1减小焊件内部应力防止形变的措施

焊接变形产生的主要原因是内部应力的作用。下文将介绍几种通过改变内部应力来减轻和防止焊接变形危害的方法。

1.1反变形法

如果对接线工艺有所了解的话，就知道如果为了让铜线在折角的是时候成角更加标准，都要将铜线在折角方向的反方把铜线捋出一个弧度，用弧度的形变，来补充折角时产生的不规则的形变。

而反变形法正是利用了这个原理，在焊前进行装配时，预置反方向的变形量为抵消（补偿）焊接变形，这种方法叫做反变形法。反变形法的应用很多，不仅仅是焊接工艺，也是是机械加工里经常使用的方法，但是这种方式具有一个致命的缺点——设置反方向形变的程度需要丰富经验，否则造成的后果需要更多的成本来弥补。

1.2预热缓和法

加热材料是我们减小内部应力的最简单的办法。预热缓和法就是在焊接前，将材料加热到合适的温度（100~600℃），而焊接过程中，我们也要注意温度的控制，防止材料的极速冷却，这样的处理是减小了材料与焊接点之间的温度，减小内应力，从而减小产生的形变，减小或消除焊接变形。

这种方法简单而且实用，具有很强的操作性。但是，同样它具有一定的弊端。高温会使得材料发生氧化变质，影响材料的性能。而且，为保证温度的均衡可控，焊接的材料的体积一般不会太大，否则会造成温度不均产生新的形变，造成制造成本的提高。

1.3机械法

与预热缓和法很相似，机械法也是依靠温度的控制来控制应力的作用来控制形变，但是对于预热缓和法的局限性，机械法更有可操作性。机械法分为捶打法和锻冶法。

当焊修较长的裂缝和堆焊层，并且需要以一边连续焊到另一边的时候，在焊修过程中，趁着焊缝和堆焊层都还在红热状态，采用手锤反复敲打，这样可以减少焊缝的收缩和减少内应力。敲打时，焊修金属温度800℃时效果最好。如果温度降低，敲打力度也可以随之减小。

1.4“先破后立”法

铸铁件用普通碳素钢焊条焊接时，很容易产生裂纹，用铸铁焊条又会增加成本。“先破后立”使用碳素钢焊条焊接，可以有效控制变形，该方法的具体处理步骤是：先沿焊缝用小电流切割，注意只开槽而不切透，然后趁热焊接。由于切割时消除了裂纹周围局部应力，不会产生新裂纹，焊接效果很好。在这个过程中，将焊接变形化整为零，更容易控制变形效果。

1.5水冷法

这种方法主要就是利用冷水喷射焊件，用降低基体金属的温度来防止变形，还可以可以将焊件置入在冷水槽中，只留下需要焊修的部分，这样可以使基体金属温度不再升高，从而减小焊件变形。但是，由于水冷法可能会造成原件温度分布不均，从而引起材料内部的刚性变形，且容易在焊接点形成一定的氧化层，这样就会腐蚀材料。并且对焊接操作者具有严格的操作经验要求，因此在普通的工业焊接中并不常见。

1.6．夹固法

此种方法就是使用刚性较大的夹具紧固焊件，防止被焊件在焊接时产生变形。在工业生产中，由于薄板的广泛使用，这种方式被广泛的使用，得到了良好效果。这种方式简单切容易操作，也颇受初学者的喜爱，在焊接工艺中，钳工的工作的思路，在这个方法里得到了充分的体现。

2金属焊接过程的注意事项

2.1合理选择焊接规范

在焊接前，如果能够选择合理选择焊接规范，对减少焊件变形影响很大。如随着电流强度的增加，焊件的变形相应增大。焊缝的焊接顺序对减少焊件变形有很大意义，结构上的焊缝，应该使被连接的两个部件之间的焊缝最后焊成。对于柱形板结构，应该先焊纵向（轴向）焊缝，然后焊环形焊缝，否则，会使结构中央引起凸起变形，甚至裂缝。若焊件是一些钢板组成的金属板，应首先拼焊钢板的横向焊缝，当组成单个板条后，可采用分段焊，每一段都是朝着与施焊总方向相反的方向施焊，即采用逆向焊接法。

2.2利用装配和焊接顺序来控制变形

在实践的焊接过程中，我们可以利用合理的装配和焊接程序来减少变形，因为在焊接过程中，有许多结构截面形状对称，焊缝的布置也是对称的，但焊接之后的工件往往变形严重，这类现象通常就是由装配和焊接顺序不当导致的，它间接导致了各条焊缝引起的变形，难以相互抵消，最终产生变形。

焊接顺序将会严重焊接结构变形程度，所以在排列焊接顺序时应该遵循下列原则：

尽可能的运用对称焊接。对于对称焊缝的焊件，最好可以由成对的焊工对称进行焊接。这样就能够使由各个焊缝所引起的变形相互抵消一些。

遇到有些焊缝位置呈不对称的情况，应该先处理焊缝比较少的一边。

不同的焊接工序有着不同的特征，我们要善于把握其特征来控制焊接变形量。车间焊接方式通常为以下五类，即分段退焊法、分中分段退焊法、跳焊法、分中对称法、交替焊法。

3结语

随着国家对工业生产的重视，焊接工艺的发展也越来越成熟，随着我国向科技强国迈进，现化焊接技术依然需要进一步发展。如今我国现代焊接工艺将持续朝着高效率、节能化、设备智能化、自动化以及规模生产方面发展。质量是技术发展的前提和目的，在提高技术水平的同时更要用心来保证质量标准化的合格，这才是我国焊接工艺逐步走向世界先列的基石。

参考文献：

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