焊接变形控制：来自《钢结构工程识图与施工技巧》的成果

2023-08-22 理论教育版权反馈

【摘要】：焊接过程中以及焊接后，被焊构件内将不可避免地产生焊接应力和焊接变形。由于这三种原因的综合影响，再加上结构的形状、尺寸、周界条件和施焊条件的不同，焊接结构中产生的变形状态也很复杂。表3-21 各种焊接变形

焊接是一种局部加热的工艺过程。焊接过程中以及焊接后，被焊构件内将不可避免地产生焊接应力和焊接变形。

1.焊接应力的产生

在钢结构焊接时，产生的应力主要有以下三种：

（1）热应力（或称温度应力）

这是在不均匀加热和冷却过程中产生的。它与加热的温度及其不均匀程度、材料的热物理性能，以及构件本身的刚度有关。

（2）组织应力（或称相变应力）

这是在金属相变时由于体积的变化而引起的应力。例如奥氏体分解为珠光体或转变为马氏体时都会引起体积的膨胀，这种膨胀受周围材料的约束，结果产生了应力。

（3）外约束应力

这是由于结构自身的约束条件所造成的应力，包括结构形式、焊缝的布置、施焊顺序、构件的自重、冷却过程中其他受热部位的收缩，以及夹持部件的松紧程度，都会使焊接接头承受不同的应力。

通常将（1）和（2）两种应力称为内约束应力，根据焊接的先后将焊接过程中焊件内产生的应力称为瞬时应力；焊接后，在焊件中留存下来的应力称为残余应力。同理，残留下来的变形就称为残余变形。

2.焊接变形的分类

在焊接过程中，钢结构基本尺寸的变化主要有三种，即与焊缝垂直的横向收缩、与焊缝平行的纵向收缩和角变形（即绕焊缝线回转）。由于这三种原因的综合影响，再加上结构的形状、尺寸、周界条件和施焊条件的不同，焊接结构中产生的变形状态也很复杂。根据变形的状态，各种焊接变形见表3-21。

表3-21 各种焊接变形