焊接厚板如何控制应力变形

A. 10mm厚钢箱梁用二保焊怎样不变形

焊接变形的产生多数是由于焊接产生的热量不对称，导致的膨胀不一而发生的。防止焊接变形的方法措施一般如下：
1、 减小焊缝截面积，在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采取用较小的坡口尺寸（角度和间隙）。
2、 采用热输入较小的焊接方法。
3、 厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。
4、 在满足设计要求的情况下，纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。
5、 双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。
6、 T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。
7、 采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。
8、 采用刚性夹具固定法控制焊后变形。
9、 采用构件的预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形。如：H形纵向焊缝每米可预留0.5~0.7毫米。
10、 对于长构件的扭曲。主要靠提高板材平整度和构件组装精度，使坡口角度和间隙准确。电弧的指向或对中准确，以使焊缝角度变形和翼板及腹板纵向变形值与构件长度方向一致。
11、 在焊缝较多的构件组焊或结构安装时，要采取合理的焊接顺序。
12、 焊接薄板时，采用水中焊接法。即在水中用保护气体包围熔池，并由气体将附近的水完全排除，以保证焊接正常进行。采用此法，固熔池周围的金属及时被水冷却，而将变形量控制到很小的程度（在焊接侧的对面加循环冷却液带走焊接产生的热量）。
13、 多段对称的焊接，即焊一段，停一会，到对面焊，停一会。

B. 焊接反变形，100mm以上厚板焊接时怎样加反变形

厚板焊接为了防止和消除焊后角变形，一般采用焊接反变形工艺，为了得到较平整的接头，通过必要的工艺手段，使焊缝的正反两面横向收缩量趋于平衡，我们在施工中采用的焊接反变形工艺措施如下。
1·坡口加工
厚板对接坡口一般采用Y型坡口，坡度60度，板材拼接首先将板材两端，用垫块垫起成一定角度，垫起的角度应根据板材的厚度来确定，参考图1。

2·反面焊缝的清根及焊接
待正面焊缝焊完后，反面用碳弧气刨清根，其清根深度和宽度应视板材的厚度而定，一般情况下清根的深度应大于正面焊缝。由于反面焊缝在其焊接过程中，焊接熔池高温对正面焊缝起到退火消除应力的作用，同时随着反面焊缝的不断成形，在冷却的过程中其横向收缩不断加大，所产生的拉应力使正面焊缝的角变形逐渐变小，接头趋于平整。
3·焊后的热处理
由于施工中随机因素的存在如焊接速度、环境温度、材质、操作技能等，焊缝焊完后，将会不同程度地出现少数接头平整度不尽理想，采用退火的办法即可消除残余变形。方法是沿角变形的背面一侧焊缝中心各20-30mm范围内用火焰加热，温度控制在600度左右。

C. 确保厚板焊接质量的常见措施和办法有哪些

1 厚板焊接工艺
由于材料为低合金结构钢，含有少量的合金元素，淬硬倾向大，焊接性差，焊缝中极易出现裂纹，因此厚板焊接是本工程的一大难题，为防止焊接缺陷的产生，除遵循上述“焊接通则”要求外，特制定如下工艺措施：
(1)焊接材料
①选择强度、塑性、韧性相同的焊接材料，并且焊前要进行工艺评定试验，合格后方可正式焊接，焊接材料选择低氢型焊接材料。
②CO2气体保护焊：选用药芯焊丝E71T-1或ER50-6。
CO2气体：CO2含量(V/V)不得低于99.9%，水蒸气与乙醇总含量(m/m)不得高于0.005%，并不得检出液态水。
③手工电弧焊时：选用焊条为E50型， 焊接材料烘干温度如下所示：
(2)焊前预热
①为减少内应力，防止裂纹，改善焊缝性能，母材焊接前必须预热。
②预热最低温度：

③T型接头应比对接接头的预热温度高25-50℃。
④操作地点环境温度低于常温时(高于0℃)应提高预热温度为15-25℃。
⑤预热方法
采用电加热和火焰加热两种方式，火焰加热仅用于个别部位且电加热不宜施工之处，并应注意均匀加热。电加热预热温度由热电仪自动控制，火焰加热用测温笔在离焊缝中心75mm的地方测温，测温点应选取加热区的背面。
(3)工艺参数选择
为提高过热区的塑性、韧性，采取小线能量进行焊接。根据焊接工艺评定结果，选用科学合理的焊接工艺参数。
(4)焊接过程采取的措施
①由于后层对前层有消氢作用，并能改善前层焊缝和热影响区的组织，采用多层多道焊，每一焊道完工后应将焊渣清除干净并仔细检查和清除缺陷后再进行下一层的焊接。
②每层焊缝始终端应相互错开50mm左右。
③层间温度必须保持与预热温度一致。
④每道焊缝一次施焊中途不可中断。
⑤焊接过程中采用边振边焊技术或锤击消除焊接应力。
在边焊边振过程中，可以延迟焊缝组织结晶，使焊缝中的H等有害杂质有更充足的时间逸出，从而降低焊缝金属含氢量及杂质偏析，减少裂纹及层状撕裂趋向；可使焊缝晶粒更加细化，提高焊接接头塑性和韧性，从而大大提高焊接接头的机械性能；焊缝金属在振动状态下结晶，可降低焊接应力，提高焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。
⑥焊接过程要注意每道焊缝的宽深比大于1.1。
(5)采取合理的焊接顺序及坡口形式可降低焊缝内应力：
厚板接料尽量采取对称的X型坡口，并且对称焊接。
(6)后热：
后热不仅有利于氢的逸出，可在一定程度上降低残余应力，适当改善焊缝的组织，降低淬硬性，因此焊后立即将焊缝加热至200-250℃，并且保温时间不得小于1小时。
(7)外观质量控制：
焊缝加强高及过渡角的圆滑过渡可适当提高接头的疲劳强度，因此：
①对焊缝内部质量在焊后24小时按规定进行无损检测。
②对焊缝的外表面要进行磁粉探伤。
对焊缝外观进行打磨处理，不得出现加强高过高、焊缝咬边等缺陷。
(8)厚板焊接防止层状撕裂的措施
板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区；

工艺措施：
采用气体保护焊施焊，并匹配药芯焊丝。
消氢处理：
消氢处理的加热温度应为200-250℃，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。达到保温时间后应缓冷至常温。
消氢处理的加热和保温方法按上述方法中规定执行。
采用边振动边焊接工艺：
在边焊边振过程中，可以延迟焊缝组织结晶，使焊缝中的H等有害杂质有更充足的时间逸出，从而降低焊缝金属焊量及杂质偏析，减少裂纹及层状撕裂趋向；可使焊缝晶粒更加细化，提高焊接接头塑性和韧性，从而大大提高焊接接头的机械性能；焊缝金属在振动状态下结晶，可降低焊接应力，提高焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。
2 厚板焊接t8/5值及焊接规范控制
(1)厚板焊接存在的一个重要问题是焊接过程中，焊缝热影响区由于冷却速度较快，在结晶过程中最容易形成粗晶粒马氏体组织，从而使焊接时钢材变脆，产生冷裂纹的倾向增大。因此在厚板焊接过程中，一定要严格控制t8/5。即控制焊缝热影响区尤其是焊缝熔合线处，从800℃冷却到500℃的时间，即t8/5值。
(2)t8/5过于短暂时，焊缝熔合线处硬度过高，易出现淬硬裂纹；t8/5过长，则熔合线处的临界转变温度会升高，降低冲击韧性值，对低合金钢，材质的组织发生变化。出现这两种情况，皆直接影向焊接结头的质量。
(3)对于手工电弧焊，焊接速度的控制：在工艺上规定不同直径的焊条所焊接的长度，规定焊工按此执行，从而确保焊接速度，其它控制采用电焊机控制，从而达到控制焊接线能量的输入，达到控制厚板焊接质量之目的。
3 厚板加热方法
厚板焊接预热，是工艺上必须采取的工艺措施，对于本工程钢结构焊接施工采用电加热板预加热的方法。加热时应力求均匀，预热范围为坡口两侧至少2t，且不小于100mm
宽，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；预热温度宜在焊件反面测量。
经研究表明产生氢致裂纹要以下四项基本先决条件：
(1)敏感的微观组织（硬度是敏感度的一个粗略的指标）
(2)适当的扩散氢含量
(3)合适的拘束度
(4)适宜的温度
其中一项或几项是处于支配地位的，但这四项条件都必须具备才会产生氢致裂纹。防止氢致裂纹的实用方法就是预热，就是设法控制这些因素中的一项或几项。
一般来说有两种不同的方法来预估预热温度。根据大量的裂纹试验，提出一种基于热影响区临界值，就可消除氢致裂纹的危险。被认可的临界硬度可能是氢含量的函数。另一种预估预热温度的方法是基于控制氢。为弄清低温时的冷却速度即300℃~100℃之间的冷却速度的作用，已经通过高约束度下坡口焊缝试验确立了临界冷却速度，化学成份以及氢含量之间的关系。
通过上述的理论分析，经实践试验证明对于板厚不小于36mm的钢板预热温度达到120℃即可，对于t=60~70mm的钢板预热温度需达到150℃。
4 层间温度控制
(1)厚板为防止出现裂纹采取加热预热后，在焊接过程中应注意的一个重要问题，就是焊缝层间温度控制措施。如果层间温度不控制，焊缝区域会出现多次热应变，造成的残余应力对焊缝质量不利，因此在焊接过程中，层间温度必须严格控制。
(2)层间温度一般控制在200℃～250℃之间。为了保持该温度，厚板在焊接时，要求一次焊接连续作业完成。
(3)当构件较长（L>10米）时，在焊接过程中，厚板冷却速度较快，因此在焊接过程中一直保持预加热温度，防止焊接后的急速冷却造成的层间温度的下降，焊接时还可采取焊后立即盖上保温板，防止焊接区域温度过快冷却。

D. 钢结构焊接应力和变形如何控制

焊接应力的控制措施 构件制作和安装企业往往优先考虑的是控制焊接变形，对焊接应力的控制较为忽视。但由于残余应力对构件承受动力载荷、三向应力状态和低温下使用有非常不利的影响，因此对焊接残余应力的控制也需要特别注意。控制焊接应力的目的是减低其峰值并使其均匀分布，控制措施可以从以下几方面予以加强： ①尽量减小焊缝尺寸 ②减小焊接约束度 ③采取合理焊接顺序 ④降低焊件刚度，创造自由收缩条件 ⑤锤击法减小焊接残余应力 3.2 焊接变形的控制措施 焊接变形直接影响构件、结构的安装及使用，并引起附加内力或次应力降低结构承载力，故控制焊接变形很重要。控制焊接变形主要有以下措施： ①尽量减小焊缝截面积。在实际施焊中能达到无超标缺陷焊缝的前提下选择工艺参数，尽可能采用较小的坡口尺寸。 ②对于屈服强度小于345MPA的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热和层间温度；优先采用热输入较小的焊接方法。 ③对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工件放置条件允许或易于翻身的情况下，宜采用双面坡口对称焊接；对于有对称截面的构件，宜采用对称于中和轴的顺序焊接。 ④对于双面非对称坡口焊接，宜采用先焊接深坡口侧部分焊缝，后焊浅坡口侧焊缝，最后焊完深坡口侧焊缝的顺序。 ⑤在节点形式、焊缝布置、焊接顺序确定情况下，宜优先采用熔化极气体保护电弧焊或药芯焊丝自动保护电弧焊等能量密度相对较高的焊接方法，并采用较小的热输入。 ⑥设计上要尽量减小焊缝的数量和尺寸；合理布置焊缝，除了要避免焊缝的密集以外，还应使焊缝位置尽可能靠近构件中和轴，并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。
对于某些焊缝布置不对称结构，应优先焊接焊缝少的一侧；厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊接。 ⑧宜采用反变形法控制角变形。 ⑨对于一般构件可用定位焊固定同时限制变形；对于大型、厚度构件宜用刚性固定法增加结构焊接时刚性；对于大型结构件宜采用分部分组装焊接，分别矫正后再进行总装或连续施工方法。 ⑩采用合理的焊接顺序也是防止焊接变形的有效措施。长焊缝可采用逆向分段焊接法；从中间向两端分开焊接法；两边对称施焊法（角接焊缝）；两把焊枪同步、同方向、同参数的三同施工焊接（H型钢、箱形构件主焊道）；大型梁腹板的现场总成对接焊采用从下向上施焊法达成上拱要求。

E. 厚板焊接容易变形产生裂纹，想焊接一部分后热处理，之后再继续焊接

铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。
关键词: 铝合金 搅拌摩擦焊 激光焊 激光- 电弧复合焊 电子束焊
1 铝合金焊接的特点
铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。
铝合金焊接有几大难点:
①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍;
②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺;
③铝合金焊接容易产生气孔;
④铝合金焊接易产生热裂纹;
⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;
⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2～4 倍。
因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。
2 铝合金的先进焊接工艺
针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。
2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接
搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al - Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。
铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与普通摩擦焊相比,它可不受轴类零件的限制,可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜,并在48 h 内进行加工,而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可,并对装配要求不高。并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。
搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点:
①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊;
②焊件夹持要求高,焊接过程中对焊件要求加一定的压力,反面要求有垫板;
③焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞,一般需要补焊上或机械切除;
④搅拌头适应性差,不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头,且搅拌头磨损快;
⑤工艺还不成熟,目前限于结构简单的构件,如平直的结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简单,主要有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。
2.2 铝合金的激光焊接
铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding) 是近十几年来发展起来的一项新技术,与传统焊接工艺相比,它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点,特别对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并极大地降低热输入,从而可提高生产效率,改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现。
激光焊接铝合金有以下优点:
①能量密度高,热输入低,热变形量小,熔化区和热影响区窄而熔深大;
②冷却速度高而得到微细焊缝组织,接头性能良好;
③与接触焊相比,激光焊不用电极,所以减少了工时和成本;
④不需要电子束焊时的真空气氛,且保护气和压力可选择,被焊工件的形状不受电磁影响,不产生X 射线;
⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接;
⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输,从而使工艺适应性好,配合计算机和机械手,可实现焊接过程的自动化与精密控制。
现在应用的激光器主要是CO2 和YAG 激光器,CO2 激光器功率大,对于要求大功率的厚板焊接比较适合。但铝合金表面对CO2 激光束的吸收率比较小,在焊接过程中造成大量的能量损失。YAG激光一般功率比较小,铝合金表面对YAG激光束的吸收率相对CO2激光较大,可用光导纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。
在焊接大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现。图3 为激光焊接时的小孔形状。图4 为激光深熔焊示意图[5 ] 。
铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸收很弱,对CO2 激光束(波长为10. 6μm) 表面初始吸收率1. 7 %;对YAG激光束(波长为1. 06 μm)吸收率接近5 %。图5 为不同金属对激光的吸收率。比较复杂,高频引弧时引起电极烧损和电弧摆动,起弧后稳定性不强,同时在电弧的高温状态下,电极迅速烧损。但激光与等离子弧复合可明显提高熔深和焊接速度

F. 厚板环缝应如何焊接防止应力过大产生的裂纹

采用多层多道焊，交叉焊接。建议短焊不要长焊勤交叉。希望能够采纳

G. 如何控制焊接应力和变形（一）

由于焊接产生的焊接残余应力和残余变形 ,严重影响着工程的质量、安装进度和结构承载力 (即使用功能 ),急需采用合理的方法予以控制。 钢结构的焊接过程实际上是在焊件局部区域加热后又冷却凝固的热过程 ,但由于不均匀温度场 ,导致焊件不均匀的膨胀和收缩,从而使焊件内部产生焊接应力而引起焊接变形。常见的焊接应力有 :1)纵向应力 ;2)横向应力 ;3)厚度方向应力。常见的焊接变形有:1)纵向收缩变形 ;2)横向收缩变形 ;3)角变形 ;4)弯曲变形 ;5)扭曲变形 ;6)波浪变形。针对这些不同种类的焊接变形和应力分布,追溯根源,具体进行研究控制。 1、焊接变形的控制措施 全面分析各因素对焊接变形的影响 ,掌握其影响规律 ,即可采取合理的控制措施。 1.1 焊缝截面积的影响 焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。焊缝面积越大 ,冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵向、横向及角变形的影响趋势是一致的 ,而且是起主要的影响，因此，在板厚相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大。 1.2 焊接热输入的影响 一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大。 1.3 焊接方法的影响 多种焊接方法的热输入差别较大，在建筑钢结构焊接常用的几种焊接方法中，除电渣以外，埋弧焊热输入最大，在其他条件如焊缝断面积等相同情况下，收缩变形最大，手工电弧焊居中，ＣＯ2气体保护焊最小。 1.4 接头形式的影响 在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方面等因素条件相同时，不同的接头形式对纵向、横向、角变形量有不同的影响。常用的焊缝形式有堆焊、角焊、对接焊。 1)表面堆焊时，焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束，而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束 ,因此 ,变形相对较小。 2)Ｔ形角接接头和搭接接头时，其焊缝横向收缩情况与堆焊相似，其横向收缩值与角焊缝面积成正比，与板厚成反比。 3)对接接头在单道 (层 )焊的情况下，其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大，在单面焊时坡口角度大，板厚上、下收缩量差别大，因而角变形较大。 双面焊时情况有所不同，随着坡口角度和间隙的减小，横向收缩减小，同时角变形也减小。 1.5 焊接层数的影响 1)横向收缩：在对接接头多层焊接时，第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律，第一层以后相当于无间隙对接焊，接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似，因此，收缩变形相对较小。 2)纵向收缩：多层焊接时，每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多，加热范围窄，冷却快，产生的收缩变形小得多，而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束 ，因此，多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多，而且焊的层数越多，纵向变形越小。 在工程焊接实践中 ,由于各种条件因素的综合作用 ,焊接残余变形的规律比较复杂，了解各因素单独作用的影响便于对工程具体情况做具体的综合分析。所以 ,了解焊接变形产生的原因和影响因素 ,则可以采取以下控制变形的措施： 1)减小焊缝截面积，在得到完整、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口尺寸 (角度和间隙 )。 2)对屈服强度 345ＭＰａ以下，淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热、层间温度；优先采用热输入较小的焊接方法 ,如ＣＯ2气体保护焊。 3)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。 4)在满足设计要求情况下，纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。 5)双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。 6)Ｔ形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。 7)采用焊前反变形方法控制焊后的角变形。 8)采用刚性夹具固定法控制焊后变形。 9)采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形，如Ｈ形纵向焊缝每米长可预留 0.5ｍｍ～ 0.7ｍｍ。 10)对于长构件的扭曲 ,主要靠提高板材平整度和构件组装精度 ,使坡口角度和间隙准确 ,电弧的指向或对中准确，以使焊缝角度变形和翼板及腹板纵向变形值与构件长度方向一致。 11)在焊缝众多的构件组焊时或结构安装时，要采取合理的焊接顺序。 12)设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理布置焊缝，除了要避免焊缝密集以外，还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴，并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。

H. 焊接常见问题及处理方法

一、焊接中的局部变形的原因及预防措施

(一)产生原因

(1)加工件的刚性小或不均匀，焊后收缩，变性不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大，引起焊接应力集中和过量变形。5)焊接放置不平，应力集中释放时引起变形。

(二)预防措施

(1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。(2)制定合理的焊接顺序，以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝，先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝， 先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝，先焊对接焊缝后焊角焊缝。(3)对尺寸大焊缝多的工件，采用分段、分层、间断施焊，并控制电流、速度、方向一致。(4)手工焊接较长焊缝时， 应采用分段进行间断焊接法， 由工件的中间向两头退焊，焊接时人员应对称分散布置，避免由于热量集中引起变形。(5)大型工件如形状不对称，应将小部件组焊矫正完变形后，在进行装配焊接，以减少整体变形。(6)工件焊接时应经常翻动，使变形互相抵消。(7)对于焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理，如钢板v 形坡口对接，在焊接前应将接口适当垫高，这样可使焊后变平。(8)通过外焊加固件增大工件的刚性来限制焊接变形，加固件的位置应设在收缩应力的反面。

(三)处理方法

对已变形的工件，如变形不大，可采用火烤矫正。如变形较大，采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。

二 钢结构焊接裂纹的原因及预防措施

(一)热裂纹

热裂纹是指高温下所产生的裂纹， 又称高温裂纹或结晶裂纹，通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区，表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外， 如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时，也会被拉开。总之，热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。针对其产生原因，其预防措施如下：

(1)限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳 ，一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.04 5% ，磷的含量不应大于0．055% ；另外钢材含碳量越离，焊接性能越差，一般焊缝中碳的含量控制在0.10% 以下时，热裂纹敏感性可大大降低。(2)调整焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共品的有害影响。(3)采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含摄，改善结晶时的偏析程度。(4)适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法， 避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。(5)采用合理的焊接顺序和方向，采用较小的焊接线能超，整体预热和锤击法，收弧时填满弧坑等工艺措施。

(二) 冷裂纹

冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300— 200℃以下)产生的，可以在焊接后立即出现，也可以在焊接以后的较长时间才发生， 故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有3个：焊接接头形成淬硬组织；扩散氢的存在和浓集；存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有：

(1)选择合理的焊接规范和线能 ，改善焊缝及热影响区组织状态， 如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。(2)采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的扩散氧含量。(3)焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干(低氢焊条300℃ ～3 50℃保温lh；酸性焊条l 00℃ ～l50℃保温lh；焊剂200℃～250。C保温2h)，认真清理坡口和焊丝，太除油污、水分和锈斑等脏物，以减少氢的来源。(4)焊后及时进行热处理．一是进行退火处理，以消除内应力，使淬火组织回火，改善其韧性；二：是进行消氢处理， 使氢从焊接接头中充分逸出。(5)提高钢材质量，减少钢材中的层状夹杂物。(6)采取可降低焊接应力的各种工艺措施。

三、钢结构焊接检验中的相关问题

(一)焊缝等级、检验等级、评定

等级的区别与联系要求进行内部质量探伤的焊缝，按质量等级分一级和二级，称一级焊缝和二级焊缝，此即为焊缝等级。检验等级系指检验检测达到的精度，即检测仪器与检测方法结合而得到的检测结果的精确程度。超声波探伤采用G B ／T ll 34 5 l 9 89标准按检测等级由低到高分为A、B、C三个级别，射线探伤采用GB／T 3 3 2 3一l 9 8 7标准按检测等级由低到高分为A、A B、B三个级别，它们分别规定了手工超声波探伤的检测方法、探测面、检测范围和允许缺陷当量(dB值)以及射线探伤所要达到的灵敏度(透照厚度与像质计的关系)。

评定级别是指探伤人员在检出缺陷后依据标准对缺陷测量进而确定的焊缝内部质量级别。具体来说，超声波探伤指对波高在测长线与判废线之间(Ⅱ区)缺陷测长后，依标准GB／Tl1345 l989表6进行缺陷定级；射线探伤是指测量底片上缺陷指示长度和大小，依标准GB ／T3 3 2 3一l987表6．表7、表9、表l0并综合评级(见该标准l 6．1～l 6．4)，这一条是每一个探伤人员必须熟练掌握的。

(二)超标缺陷处理与复探、扩探GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范》只规定了检测方法．检测比例和合格级别， 对于缺陷的处理没有明确要求。

参照JG l 8 l 建筑钢结构焊接技术规程》和其他行业焊接检验标准规范的要求，对十检出的缺陷可作如下处理：(1)检测出的不允许缺陷必须返修，返修后按同种检测方法检测合格后方认为该焊缝合格。(2)对要求抽查检验的焊缝，发现不允许缺陷后，应在被检测区域两端整条焊缝长度的各l 0%且不小于00inin(长度允许时)的区域扩检。a)若在扩检区域未发现超标缺陷，应认为该焊缝合格。b)若在扩检区域发现超标缺陷，则该条焊缝全检。(3)对于现场安装要求抽查检验的焊缝，发现不允许缺陷后，按下述原则扩检；a)增加该类型同一焊工焊接的两条焊缝检测，若此两条扩检焊缝未发现超标缺陷，应认为该批焊缝合格。b)若此两条扩检焊缝发现超标缺陷， 则每一条含超标缺陷的焊缝按卜述原则再各抽检两条焊缝。C)若再次抽检的焊缝未发现超标缺陷，应认为该批焊缝合格。d)若再次抽检的焊缝仍发现有超标缺陷， 则该焊工焊接的该类型焊缝全检。同时，可协商适当增加其余焊缝检测比例。

I. 焊接变形的矫正方法

焊接变形
钢构件在未受荷载前，由于施焊电弧高温引起的变形为焊接变形。包括缩短、角度改变、弯曲变形等。

焊接方法焊接方法有哪些焊接接头焊接工艺焊接应力焊接类型焊接变形量焊接变形控制焊接变形产生原因及控制焊接性
影响
​焊接变形对结构安装精度有很大影响，过大的变形将显著降低结构的承载能力;

原因
对所有熔化式焊接，在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力，残余应力的存在会导致焊接构件的变形、开裂并降低其承载力;同时，在焊缝的焊趾部位还存在凹坑、余高、咬边造成的应力集中;而焊趾处的熔渣缺陷、微裂纹又形成了裂纹的提前萌生源。由于受残余拉应力、应力集中和裂纹萌生源的影响，焊接接头的疲劳寿命大大降低。

焊接变形
残余应力都集中在焊缝附近，当焊接残余应力与承载的工作应力叠加，其数值超过材料的屈服极限时，工件就会在焊缝附近产生焊接变形，断裂等现象。研究残余应力的影响不仅考虑其数值的大小，而残余应力的方向也是重要因素，用盲孔法残余应力检测仪可以对焊接残余应力值的大小和方向进行测量。在分析残余应力的影响时，即使焊接构件的残余应力值远远低于其材料的屈服极限，但如果存在严重的应力集中，那么焊接构件在其运输和使用过程中也会因残余应力的释放而发生永久性的塑性变形。

防止方法
通过消除焊缝及其热影响区残余应力，解决应力集中的问题，可以达到防止焊接变形的目的。

消除残余应力的方法很多，如自然时效、热时效、振动时效等，但自然时效周期太长，已不适合现在市场经济的快速要求;热时效不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入，而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异，其对残余应力的消除率一般在40~80%之间;振动时效虽然使用方便，但其应力消除率一般在30~50%。豪克能消除应力是最彻底消除焊接应力的方法，它不仅使残余应力的消除率达到80~100%，而且还能产生理想的压应力，这对焊接构件的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能也大有益处。

豪克能消除焊接应力，防止焊接变形的原理是利用大功率的豪克能推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面，由于豪克能的高频、高效和聚焦下的大能量，使金属表层产生较大的压缩塑性变形;同时豪克能冲击波改变了原有的应力场，产生一定数值的压应力，并使被冲击部位得以强化，防止焊接变形和焊缝开裂。

振动时效防止焊接变形的原理:振动时效是利用工件的共振，给工件施加附加交变应力或变形，当附加交变应力与残余应力叠加，通过材料内摩擦吸收能量，达到或超过材料的某一阀值时，工件发生微观或宏观粘弹塑性力学变化，从而降低和均化工件内部的残余应力，并使其尺寸精度达到稳定。

减小方法
减小变形的主要方法有，(1)选择合理的焊接顺序;(2)尽可能用对称焊缝(如工字形截面);(3)采用反变形法

焊接过程中控制变形的主要措施:

1、采用反变形

2、采用小锤锤击中间焊道

3、采用合理的焊接顺序

4、利用工卡具刚性固定

5、分析回弹常数。

矫正
焊接变形的矫正

机械矫正
1、机械矫正法

采用压力机、矫正机或手工捶击等机械方法产生新的塑性变形, 以使原开缩短的部分得以延伸, 达到矫正变形的目的。其中多辊平板机适用于薄板拼焊件的矫正。利用窄轮碾压焊缝及其两侧使之延伸来消除变形, 用于焊缝比较规范的薄壳结构。机械矫正法对塑性差的高强钢应慎用。

火焰矫正
2、火焰矫正法

利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形, 使较长的金属在冷却后缩短来消除变形。本法简单, 机动灵活, 适用面广。在使用时应控制温度和加热位置。对低碳钢和普通低合金钢常采用600~800℃的加热温度。由于需再次加热, 对合金钢等慎用。

焊接变形分类
焊接变形可分为面内变形和面外变形。焊接变形的面内变形可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形，面外变形可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。

J. 处理焊接变形有几种方法

对于一般焊接构件的变形是用不着矫正的，只有焊后产生的变形超出技术要求时，才要对其进行矫正；焊接变形产生的原因主要是焊接接头的收缩造成的；矫正的实质是制造出一个新的变形来抵消原来已发生的变形；矫正的方法主要是机械法和加热法。
机械矫正法
1，手锤锻（敲）打：利用铁锤手工敲打变形焊接工件，为防止敲坏工件，一般要垫铁（最好是软金属材料），这是最简单的矫正方法。
2，对于薄型焊件，可采用辗压设备，如擀平机等，对焊缝及周围进行辗压，达到矫正目的；没有设备也可以根据实际情况利用现场的大货车，铲车等重车进行轮压。
3，对于简单，中小型焊接构件，可利用千斤顶（液压的，螺杆的均可）进行矫正。
4，对于刚度大，强度大的焊接件，可用压机（油压机，水压机，气压机）进行矫正。
5，对于型材可用专门的矫正设备（如辊压机等）进行矫正。
加热矫正法
6，加热矫正法的热源主要是火焰加热，决定加热矫正效果主要因素为:加热位置，加热温度和加热区形状；其中成败的关键是加热位置的正确选择，一般简构件凭经验判断；对于复杂构件要反复测试才能找到最佳加热位置。加热温度的判断，一般目测，也可用市售的测温仪（计）进行测量，加热温度一般不超过800℃（樱红色）。
7，点状加热：就是在金属表面集中一个点加热，圆点直径约10-20mm，点距在50-150mm,常加热完一个点后，立即用软锤敲击加热点，薄板敲打时背应加垫铁，并加水冷却（湿抹布擦拭也可），主要适合薄板的波浪形变形的矫正。
8，条状加热：在工件表面加热成条状带，带宽及带密度根据变形量决定，适用于厚板，变形量大，刚性大的结构（如粱，柱等）。
9，三角形加热（楔形加热）：加热区成三角形，三角形底边收缩量大于顶端收缩量，适用于刚度大，变形大的构件，比如弯曲变形。
10，点状加热，条状加热和三角形加热能够有机，灵活运用，对于矫正工作起到事半功倍的效果。
11，整体加热：适用于数量大，焊件小的情况下，考虑采用整体加热，给以机械矫正（趁热打铁）缓冷，这对于淬火性较强的材料很实用。
其它热源加热矫正
12，对于表面没有要求的焊件可采用焊条电弧焊，熔化极气保焊等在需要加热的部位施焊，进而矫正。
13，对于表面有要求的构件可采用钨极氩弧焊对需要加热的部位进行不添丝施焊（母材不熔化）的方式进行矫正。
14，感应加热矫正，适合焊件较小而数量较大工件，这种方法生产效率高。
15，远红外加热矫正，适合大型复杂的构件和野外作业使用。
焊接变形矫正时注意事项
16，焊接性好的材料一般都能采用加热法矫正，比如：低碳钢，塑性好的不锈钢，强度较低的低合金钢（14MnNb,Q345,Q390,Q420,14MnVTiXt,10MnpNb等）。
17，火焰矫正时采用水急冷，一般要等红色退去后再浇水，对于有淬火倾向或刚性很大构件不宜使用。
18，加热火焰一般中性焰，如果加热深度有要求时，可用氧化焰。
19，加热矫正时要考虑到下道工序的要求，若下道工序是热加工（焊接、热切割），可在加热矫正过程中作出后序所需的反变形量。
20，加热法可以用来矫正变形，使构建平直，反过来也可以把平直的构件弯曲成形。
21，火焰加热的燃料有多种：乙炔、丙烷、液化气、天燃气、汽油、煤油等；设备有氧焊枪、喷灯等。
22，对于大件、复杂构件，往往需要双人或多人同时加热才行！
23，为提高矫正效率，有必要制作一些专用多头火焰喷火工具，以达到加热均匀，并提高矫正质量。望采纳，谢谢！