焊接变形

    焊接是一种局部加热的工艺过程，焊缝及附近区域各点的加热温度、加热速度和冷却速度均不相同，这必然引起焊接接头组织、性能及焊件结构形状的变化。由于焊接热作用而使焊件内部产生的应力称为焊接应力，它是导致焊件变形和开裂的主要因素。焊接变形是由于焊接应力超过了焊件材料的屈服点（σs）而导致的，当焊接应力超过焊件材料的抗拉强度(σb)时，就会出现裂纹。

    焊接应力与焊接变形的大小，一方面取决于材料的线膨胀系数、弹性模量、屈服点、热导率、比热容、密度等，另一方面还取决于工件的形状、尺寸和焊接工艺。

    焊接后，焊件都会出现不同程度的变形。归纳起来，焊接变形的基本形式有以下几种：收缩变形、角变形、扭曲变形、波浪变形和弯曲变形等，如图14-13所示。

    为防止焊接应力及焊接变形，在设计及工艺方面应采取以下几方面措施：

   1)设计焊件结构时，在满足使用要求前提下，尽量采用较小的焊缝尺寸；尽可能地减少焊缝数量；合理安排焊缝位置，尽量避免焊缝集中或十字交叉，尽可能使焊缝对称；采用刚性较小的接头形式。

   2)采取合理的焊接顺序和方向，尽量使焊缝能自由地收缩。一般先焊收缩量较大或较短的焊缝，后焊收缩量较小或较长的焊缝．如图14-14所示。

   3)采用反变形法，即在焊接前将焊件按照与变形方向相反的方向进行组装，焊接变形产生后，焊件恢复正常形状，从而达到消除焊接变形的目的（图14-15）。

    图14-13    焊接变形的基本形式

   a)收缩变形b）角变形c）扭曲变形d）波浪变形e）弯曲变形

    图14-14    焊缝避免十字交叉并按顺序焊

    图14-15    反变形法

   a)焊接前b）焊接后

   4)利用夹具将具有良好塑性的焊件固定，防止其产生焊接变形。

   5)焊前对焊件进行预热，以减小焊缝与其他部位的温差，降低焊缝的冷却速度；焊后及时进行热处理或采用机械方法，防止产生焊接应力与变形。

    焊接变形一旦产生，必须及时矫正，矫正方法有机械矫正法和火焰矫正法两种。机械矫正法就是用外力强迫焊件产生塑性变形以抵消焊接变形的方法，如锤击、用千斤顶或专用矫正机矫正等。火焰矫正法是指用火焰烘烤焊件适当部位（一般是凸起的那一侧），使焊件产生反向变形，从而恢复原状的方法。