焊接时随着焊接热过程变化而发生的构件变形称为( )。

焊接时随着焊接热过程变化而发生的构件变形称为( )。

A 、瞬态热变形

B 、塑性变形

C 、残余变形

D 、弹性变形

参考答案:

【正确答案：A】

什么是焊接变形和焊接应力

接时局部不均匀的热输入是产生焊接应力与变形的决定因素。而热输入是通过材料因素、制造因素和结构因素所构成的内拘束度和外拘束度而影响热源周围的金属运动，最终形成焊接应力的变形。材料因素主要为材料特性、热物理常数及力学性能（热膨胀系数α=f（t），弹性模量E=f（T），屈服强度σs= f（T），σs（T）=0的温度，Tk或称“力学熔化温度”以及相变等），在焊接温度场中，这些特性呈现出决定热源周围金属运动的内拘束度。制造因素（工艺措施、夹持状态）和结构因素（构件形状、厚度及刚性等）则更多地影响着热源金属的外拘束度。随焊接热过程二变化的内应力场和构件变形，称为焊接瞬态应力与变化。而焊后在室温条件下残留于构件中的内应力场和宏观变化，称为焊接残余应力与焊接残余变形。由于焊接应力和变形问题的复杂性，在工程实践中往往采用试验测试与理论分析和数值计算相结合的方法来掌握其规律，以期能达到预测控制和调整焊接应力与变形的目的。

（2）工艺措施及剖析根据多年的实际经验和理论分析结果，不管哪种形式的底板，在焊接工艺上采取的工艺措施大致相同，其主要措施有： ① 先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行。

② 中心板和内环板之间的焊缝，可由数名焊工均布对称施焊，并可同时进行。

③ 内环板与外环板的搭接焊缝暂时不焊，留待底层壁板与内环板角焊缝施焊完毕后在进行焊接。其防焊接应力与变形的主要原理要点是： ① 焊接后自由收缩 ② 减少焊接区与整体结构之间的温差③ 使焊接应力尽量减少并均匀布置

焊接变形有哪些基本形式

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。

焊接变形是指焊接过程中被焊工件受到不均匀温度场的作用而产生的形状、尺寸变化称为焊接变形。随温度变化而变化的称为焊接瞬时变形；被焊工件完全冷却到初始温度时的改变，称为焊接残余变形。

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。

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。

变形焊的分类

焊接变形：焊接过程中被焊工件受到不均匀温度场的作用而产生的形状、尺寸变化称为焊接变形。随温度变化而变化的称为焊接瞬时变形；被焊工件完全冷却到初始温度时的改变，称为焊接残余变形。

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。

减小焊接残余变形的措施

（一）基本类型

1.纵向收缩变形：构件焊后在平行焊缝的方向上尺寸缩短。

2.横向收缩变形：构件焊后在垂直焊缝的方向上尺寸缩短。

3.弯曲变形：由于焊缝的布置偏离焊件的形心轴。

4.角变形：焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移。

5.波浪变形：焊后构件呈波浪形，在焊薄板中出现。

6.错边变形：两焊接热膨胀不一致，所引起的长度或厚度方向上的错边。

（二）设计措施

1.合理选择焊件尺寸

焊件的长度、宽度和厚度等尺寸对焊接变形有明显的影响。例如板的厚度对于角焊缝的角变形影响较大，当厚度达到某一数值（钢约9mm）时角变形最大。在制造T形或工形焊接梁时，由于焊件细长，以致于焊接区收缩变形引起焊件弯曲变形是一个突出问题。解决这一问题的最好办法就是要精心设计结构尺寸参数（如板厚、板宽、板长和肋板间距等）和焊接参数（如单位线能量等）。

2.合理选择焊缝尺寸和坡口形式

焊缝尺寸的大小，不仅关系到焊接工作量，而且还对焊接变形产生较大的影响。焊缝尺寸大焊接量也大，填充金属消耗量多，造成焊接变形大。因此在设计焊缝尺寸时，在保证结构承载能力的条件下，应采用较小的焊缝尺寸。

片面加大焊缝尺寸对减小焊接变形极其不利。所以对并不承受很大工作应力的焊缝，不必采用大尺寸焊角，只要能满足其强度要求就好。

另外还要合理设计坡口型式。例如对接接头要采用角变形为零的最佳X形坡口尺寸。对于受力较大的T形接头和十字接头，在保证相同强度的条件下，采用开坡口的焊缝比不开坡口焊缝动载强度高，焊缝金属量少，而且对减小焊接变形也是有利的，尤其对厚板而言，更有意义。

3.尽量减少不必要的焊缝

在焊接结构设计中，应该力求使焊缝数量减至最少。一般在设计中常采用加肋板来提高结构的稳定性和刚度，特别是有时为减轻主体结构重量而采用较薄板，势必增加肋板数量，从而大大增加装配和焊接的工作量，其结果是不但不经济，而且焊缝致使焊接变形过大。所以实践证明合理选择板厚，适当减少肋板，使焊缝减少，即使结构可能稍重，还是比较经济的。

4.合理安排焊缝位置

为避免焊接结构弯曲变形，在结构设计中，应力求使焊缝位置对称于焊接构件的中性轴或接近于中性轴。因为焊缝对称于中性轴，有可能使中性轴两侧焊缝轴产生的弯曲变形完全抵消或大部分抵消。因为焊缝接近中性轴，使焊缝收缩引起的弯曲力矩减小，从而使构件弯曲变形也减小。所以在焊接结构时应力求使结构对称。对于一些截面形状无法改变的非对称结构件，可在保持截面形状不变的情况下，采用调整焊缝重心轴与中性轴距离的方法减小变形。