大庆油田装备制造集团容器制造分公司真空加热炉制造厂黑龙江大庆市163000
摘要：焊接作为一种工业制造手段，广泛的应用于各行各业。然而，焊接过程是一个局部不均匀加热的过程，造成的局部应力集中很有可能导致产品在使用过程中焊接部位疲劳、断裂；由于不均匀加热产生的母材塑性变形，会导致产品外观质量不合格，产生不必要的整形工序成本，以及产品加工余量的增加。所以，焊接结构变形的控制是涉及行业比较关注和主要攻关的一个项目。
关键词：结构件；组装；焊接变形控制
1金属结构件的组装
1.1金属结构件的下料
下料是生产中组装产品的第一个重要环节，同时也是影响产品质量的直接因素。由于金属结构件形状复杂，且组成的盖板，底板、侧板尺寸均较大，气割下料时要严格控制下料尺寸及由气割热量产生的变形。为了防止两侧板出现旁弯导致整个结构件向上拱起，必须严格控制下料时两侧板的气割变形。为此，采用留取两端打孔的下料方法，收到了预期的目的。先在钢板两端各100mm处分别划线，由数控气割打孔，分别作气割的起始点和结束点，然后从左到右沿直线切割，整个钢板切割后冷却5~8小时，使钢板在拘束度很大的情况下释放内应力，减少残余应力，然后用半自动切割机将钢板条割下，去除熔渣。
1.2金属结构件盖板、底板折弯的准确性控制
金属结构件盖板跃度较大，而且要在两端折弯，在折弯时应首先保证中间部分的长度，同时要保证两端折弯部分长度相等。由于火焰折弯劳动强度大，生产成本高，采用油压机折弯，折弯时做好样板和模具，可以保证折弯的精确度。底板要比盖板复杂一些，中间部分与两端折弯部分厚度不一样。制作时应先将两端在油压机上折弯后再与中间部分组点焊接，可以降低劳动强度。
1.3金属结构件的组装
选择合适的支持工作物，我们通常使用平台，要根据图纸、工艺要求，将两侧板切割完坡口后，应进行修磨，清理割渣，以防止影响焊缝质量，然后将产品的各部分工件按照图纸要求组装起来。
2金属结构件产生焊接应力与焊接变形的原因
2.1金属结构件焊接应力产生的原因
金属结构件在进行焊接的过程中由于局部受到高温的影响，以致焊接的温度存在差异，导致了金属结构件产生变形。另外，焊接过程中所产生的高温也会引起结构件的体积发生变化，导致结构件的整体变形。
焊接应力可以划分为纵向应力、横向应力与厚度应力三种作用方向。纵向应力就是与焊缝长度方向呈平行状态的应力，结构件进行焊接时，由于钢板所受的温度不均匀，导致钢板出现不均匀的膨胀现象。在距离焊缝较近的一侧属于高温区，主要受到热压力的影响，另一侧则主要受到热拉应力的影响，而距离焊缝最近的一段主要受压应力的影响。此外，横向应力是垂直在焊缝轴向线上的应力。
2.2金属结构件焊接变形产生的原因
金属结构件变形可分为局部变形与整体变形。局部变形是指金属结构件在焊接过程中焊接结构出现的部分变形，矫正比较容易。整体变形是摆金属结构件在焊接的过程中，由于焊缝出现收缩现象所引起整个结构的尺寸或形状变形。一般情况下，在焊接时，是不允许出现整体变形的，严重影响了金属结构的质量。
3金属结构件焊接变形的控制方法
3.1通过焊接结构设计的合理性控制焊接变影
（1）合理选择基体材料和焊接材料。所选用的金属材料必须同时满足使用性能和加工性能的要求。使用性能即金属的固有属性符合使用要求。
（2）合理设计焊接结构形式。首先要有良好的受力状态，根据强度或刚度的要求，以最理想的受力状态去确定结构的几何形状和尺寸；重视局部构造，防止事故起源于局部构造不合理；最大限度的实现机械化和自动化焊接，采用简单平直的结构形式。
（3）合理设计焊接接头形式，在各种焊接接头中，对接接头应力集中程度最小，是最为理想的接头形式。
（4）合理布置焊接接头位置。焊接接头尽量避开截面突变的位置，至少应采取措施避免产生严重的应力集中。
3.2合理的焊接工艺控制变形量
（1）根据工件的结构特点适当的采用反变形法控制焊接变形。分析焊件焊后可能产生变形的方向和大小，在焊接前应使被焊件做大小相同，方向相反的变形，以抵消或补偿焊后发生的变形，使之达到防止焊后变形的目地。
（2）根据工件焊接环境温度，决定是否采用焊前预热，焊后保温的方法，来控制工件的变形量，防止焊接接头裂纹。焊件是否需要预热以及预热温度是多少，应根据钢材的化学成分、板厚、容器的结构刚性、焊接形式、焊接方法和焊接材料及环境温度等因素综合考虑。
（3）在对工件焊接时，判断每条焊缝所引起构件变形的大小和方向，选出变形最小的装配焊接顺序，这样是各条焊缝引起的变形相互抵消。对于简单结构，尽可能做到整体装配好后进行焊接，对于复杂结构可以适当地分成部件，分别装配焊接，部件经校正满足图纸尺寸要求后，再拼焊成整体。另外通过合理地安排焊接顺序和方向，尽量使每条焊缝能自由收缩。多种焊缝时，先焊收缩量大的焊缝，长焊缝要从中间向两头焊，避免从两头向中间焊。对称的结构，一定要对称施焊。焊缝分布不对称的焊道，要先焊焊缝少的一侧。当焊缝较长时，采用分段焊，并配合合适的焊接方向，以使焊接变形减小或抵消。多层焊能够翻转的焊接结构，要多次翻转施焊。对于不对称的焊接结构，通过调整焊接顺序来控制焊接变形。
4结束语
在日常的焊接生产活动中，焊接结构件的焊后变形是多方面因素共同作用的结果，然而，影响结构件变形的主要因素也许就一个或者两个，当焊接环境适宜，焊接规范调整合理的情况下，焊接工艺完善与否往往成为影响结构件焊接变形的唯一主要因素，所以日常生产活动中，大量的实验和总结可以帮助完善焊接工艺，从而尽可能大的控制焊接变形。