焊接變形是在焊接過程中由于熱應(yīng)力和冷卻過程中的收縮引起的構(gòu)件形狀和尺寸的改變。焊接變形是焊接工藝中一個普遍存在的問題，會對焊接件的性能和質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。因此，了解焊接變形的原因、種類和控制方法對于確保焊接質(zhì)量至關(guān)重要。
一、焊接變形的原因
1、熱應(yīng)力：焊接時，焊縫和周圍區(qū)域因受到高溫熱源的加熱而膨脹，形成熱應(yīng)力。當焊接結(jié)束后，焊縫和周圍區(qū)域冷卻收縮，導致構(gòu)件變形。
2、溫度梯度：焊接過程中，焊接件的不同部位由于受到不同程度的加熱和冷卻，產(chǎn)生溫度梯度。溫度梯度引起的收縮差異導致構(gòu)件變形。
3、結(jié)構(gòu)約束：焊接過程中，焊接件受到周圍結(jié)構(gòu)的約束，無法自由收縮，從而引起焊接變形。
二、焊接變形的種類
1、翹曲變形：焊接件的兩側(cè)在冷卻過程中產(chǎn)生不同程度的收縮，使得構(gòu)件呈現(xiàn)彎曲或翹曲的形態(tài)。
2、扭曲變形：焊接件在焊接過程中受到扭矩或不均勻的熱應(yīng)力作用，導致構(gòu)件沿軸線扭轉(zhuǎn)或產(chǎn)生扭曲形變。
3、拉伸變形：焊接件在焊接過程中受到拉伸應(yīng)力，導致構(gòu)件發(fā)生線性拉伸變形。
4、壓縮變形：焊接件在焊接過程中受到壓縮應(yīng)力，導致構(gòu)件發(fā)生線性壓縮變形。
5、變厚變形：焊接過程中，焊縫和周圍區(qū)域的材料收縮程度不同，導致構(gòu)件在焊縫處出現(xiàn)厚度變化。
三、焊接變形的控制方法
1、優(yōu)化焊接序列：通過改變焊接順序和焊接位置，使得焊接過程中的溫度梯度盡量均勻分布，減小熱應(yīng)力和變形。
2、使用預熱和后熱處理：預熱可以減小焊接過程中的溫度梯度和熱應(yīng)力，后熱處理可以通過加熱整個焊接件，使其均勻冷卻，從而減少變形。
3、使用適當?shù)膴A具和支撐：通過設(shè)計和使用適當?shù)膴A具和支撐裝置，可以有效約束焊接件的自由變形，減少變形量。
4、控制焊接能量輸入：合理控制焊接能量的輸入，包括電流、電壓、焊接速度等參數(shù)，以減少熱輸入和熱應(yīng)力，從而減小焊接變形。
5、使用適當?shù)暮附臃椒ǎ哼x擇適合特定焊接任務(wù)的焊接方法，如脈沖焊接、激光焊接等，可以減小熱影響區(qū)域和變形。
6、采用補償焊接：在焊接件設(shè)計階段，預留一定的余量和彎曲量，通過焊接后的自適應(yīng)回彈來達到所需的形狀和尺寸。
7、使用局部預變形：在設(shè)計階段，通過在構(gòu)件的特定區(qū)域引入局部預變形，以抵消焊接過程中的變形，從而控制整體變形。
8、優(yōu)化焊接工藝參數(shù)：通過對焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化，如預壓力、焊接速度、焊接次序等的調(diào)整，可以減小熱應(yīng)力和變形。
9、采用補償結(jié)構(gòu)設(shè)計：通過合理設(shè)計結(jié)構(gòu)形狀，如引入對稱結(jié)構(gòu)、T型結(jié)構(gòu)等，可以減小焊接變形。
總結(jié)：
焊接變形是焊接過程中普遍存在的問題，由熱應(yīng)力和冷卻收縮引起。焊接變形的種類包括翹曲變形、扭曲變形、拉伸變形、壓縮變形和變厚變形等。為了控制焊接變形，可以采取一系列措施，如優(yōu)化焊接序列、使用預熱和后熱處理、使用適當?shù)膴A具和支撐、控制焊接能量輸入、使用適當?shù)暮附臃椒?、采用補償焊接、使用局部預變形、優(yōu)化焊接工藝參數(shù)和采用補償結(jié)構(gòu)設(shè)計等。綜合應(yīng)用這些控制方法，可以減小焊接變形，提高焊接件的質(zhì)量和性能。
