焊接變形（welding deformation） 焊接過程中被焊工件受到不均勻溫度場的作用而產生的形狀、尺寸變化稱為焊接變形。隨溫度變化而變化的稱為焊接瞬時變形；被焊工件完全冷卻到初始溫度時的改變，稱為焊接殘餘變形。
基本介紹
- 中文名：焊接變形
- 外文名：welding deformation
影響,原因,防止方法,減小方法,矯正,機械矯正,火焰矯正,焊接變形分類,
影響
焊接變形對結構安裝精度有很大影響，過大的變形將顯著降低結構的承載能力；
原因
對所有熔化式焊接，在焊縫及其熱影響區都存在較大的殘餘應力，殘餘應力的存在會導致焊接構件的變形、開裂並降低其承載力；同時，在焊縫的焊趾部位還存在凹坑、余高、咬邊造成的應力集中；而焊趾處的熔渣缺陷、微裂紋又形成了裂紋的提前萌生源。由於受殘餘拉應力、應力集中和裂紋萌生源的影響，焊接接頭的疲勞壽命大大降低。
殘餘應力都集中在焊縫附近，當焊接殘餘應力與承載的工作應力疊加，其數值超過材料的屈服極限時，工件就會在焊縫附近產生焊接變形，斷裂等現象。研究殘餘應力的影響不僅考慮其數值的大小，而殘餘應力的方向也是重要因素，用盲孔法殘餘應力檢測儀可以對焊接殘餘應力值的大小和方向進行測量。在分析殘餘應力的影響時，即使焊接構件的殘餘應力值遠遠低於其材料的屈服極限，但如果存在嚴重的應力集中，那么焊接構件在其運輸和使用過程中也會因殘餘應力的釋放而發生永久性的塑性變形。
防止方法
通過消除焊縫及其熱影響區殘餘應力，解決應力集中的問題，可以達到防止焊接變形的目的。
消除殘餘應力的方法很多，如自然時效、熱時效、振動時效等，但自然時效周期太長，已不適合如今市場經濟的快速要求；熱時效不僅消耗大量的能源、占用場地和較大的設備資金投入，而且消除殘餘應力的效果也因爐況的不同有很大的差異，其對殘餘應力的消除率一般在40～80%之間；振動時效雖然使用方便，但其應力消除率一般在30～50%。豪克能消除應力是最徹底消除焊接應力的方法，它不僅使殘餘應力的消除率達到80～100%，而且還能產生理想的壓應力，這對焊接構件的抗疲勞性能和抗應力腐蝕性能也大有益處。
豪克能消除焊接應力，防止焊接變形的原理是利用大功率的豪克能推動衝擊工具以每秒二萬次以上的頻率衝擊金屬物體表面，由於豪克能的高頻、高效和聚焦下的大能量，使金屬表層產生較大的壓縮塑性變形；同時豪克能衝擊波改變了原有的應力場，產生一定數值的壓應力，並使被衝擊部位得以強化，防止焊接變形和焊縫開裂。
振動時效防止焊接變形的原理：振動時效是利用工件的共振，給工件施加附加交變應力或變形，當附加交變應力與殘餘應力疊加，通過材料內摩擦吸收能量，達到或超過材料的某一閥值時，工件發生微觀或巨觀粘彈塑性力學變化，從而降低和均化工件內部的殘餘應力，並使其尺寸精度達到穩定。
減小方法
減小變形的主要方法有，（1）選擇合理的焊接順序；（2）儘可能用對稱焊縫（如工字形截面）；（3）採用反變形法
焊接過程中控制變形的主要措施：
1、採用反變形
2、採用小錘錘擊中間焊道
3、採用合理的焊接順序
4、利用工卡具剛性固定
5、分析回彈常數。
矯正
焊接變形的矯正
機械矯正
1、機械矯正法
採用壓力機、矯正機或手工捶擊等機械方法產生新的塑性變形, 以使原開縮短的部分得以延伸, 達到矯正變形的目的。其中多輥平板機適用於薄板拼焊件的矯正。利用窄輪碾壓焊縫及其兩側使之延伸來消除變形, 用於焊縫比較規範的薄殼結構。機械矯正法對塑性差的高強鋼應慎用。
火焰矯正
2、火焰矯正法
利用火焰加熱時產生的局部壓縮塑性變形, 使較長的金屬在冷卻後縮短來消除變形。本法簡單, 機動靈活, 適用面廣。在使用時應控制溫度和加熱位置。對低碳鋼和普通低合金鋼常採用600~800℃的加熱溫度。由於需再次加熱, 對合金鋼等慎用。
焊接變形分類
焊接變形可分為面內變形和面外變形。焊接變形的面內變形可分為焊縫縱向收縮變形、橫向收縮變形和焊縫迴轉變形，面外變形可分為角變形、彎曲變形、扭曲變形、失穩波浪變形。
