焊接广泛应用于钢结构的连接，一些重要的焊缝一般采用全熔透焊接，在焊接过程中金属的局部加热熔化过程中，加热区金属与周围母材的温差很大，导致焊接过程中产生瞬时应力。冷却至原始温度后，整个接头区域的拉应力区域与压应力区域的母材值达到平衡，导致结构本身的焊接残余应力。宁夏钢结构工程的小编认为这时候，在焊接应力的作用下，焊件的结构发生各种形式的变形。残余应力的存在与变形的产生是相互转化的，通过认识变形规律，找到预防、减少和纠正变形的方法并不难。

一、焊接开口的形式及原因

钢结构焊接后的变形大致可以分为两种情况:整体结构的变形和局部结构的变形。整个结构的变形包括结构的纵向和横向缩短和弯曲(即翘曲)。局部变形表现为凸弯曲、波浪形、角变形等。

1.1常见的基本变形形式

常见的焊接变形基本形式有:板槽对接焊后长度缩短(纵向收缩)、宽度变窄(横向收缩)的变形；对焊后板槽的角变形；

焊接构件的角变形沿着构件的纵轴是不同的，并且由凸缘和腹板之间不一致的纵向收缩引起变形；

薄板焊接后，母材压应力区不稳定，导致板面翘曲，形成波浪变形。焊缝的纵向和横向收缩相对于构件的中性轴不对称，导致构件整体弯曲，这种变形就是弯曲变形。

这些变形是基本变形形式，各种复杂的结构变形是这些基本变形的发展、转化和综合。

1.2焊接变形的原因:

焊接过程中，焊件局部受热不均匀是造成焊接应力和变形的原因。在焊接过程中，焊缝中的金属和焊缝附近的加热区域会膨胀。由于其周围的冷金属阻止了这种膨胀，焊接区域会产生压应力和塑性收缩变形，导致不同程度的横向和纵向收缩。由于这两个方向上的收缩，导致焊接结构的各种变形。

二、影响焊接结构变形的因素:

影响焊接变形的因素很多，有时同一因素会对纵向变形、横向变形和角向变形产生相反的影响。综合分析各种因素对各种变形的影响，掌握其影响规律，是采取合理措施控制变形的基础。否则，很难达到预期的效果。

1)焊缝截面积的影响:焊缝截面积是指熔合线内的金属面积。焊接面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形越大。

2)焊接热输入的影响:一般热输入大时，加热高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大，对纵向、横向或角向变形都有影响。但是在堆焊中，当热输入增加到一定程度时，即使热输入继续增加，角变形也不会增加，反而会减小，因为整个板厚的温度趋近。

3)工件预热及夹层温度的影响:预热温度和夹层温度越高，热输入越高，冷却速度越慢，收缩变形越大。

4)焊接方法的影响:在建筑钢结构常用的几种焊接方法中，除电渣焊外，埋弧焊在相同焊接面积等其他条件下，热输入.大，收缩变形.大。手工电弧焊的热输入居中，收缩变形小于埋弧焊。CO2气体保护焊的热输入.小，收缩变形响应.小。

5)焊缝位置对变形的影响:由于结构中焊缝位置的不对称，焊缝位置的不对称会引起各种变形。

6)结构刚度对焊接变形的影响:结构的刚度主要取决于结构的形状和截面尺寸，刚度越小，焊接变形越大；刚性结构，焊接后变形小。

7)装配和焊接规范对焊接变形的影响:不同的装配方式对结构变形有影响。当整个装配完成后再进行焊接时，其变形一般小于装配和焊接时的变形。

工程焊接期间，由于各种条件和因素的综合作用，焊接残余变形规律复杂，单独了解各因素的影响，便于对具体工程情况进行综合分析。

三、防止和减少结构变形的措施:

1)减少焊缝截面积:在获得完整焊缝且无超标缺陷的前提下，尽量使用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。

2)屈服强度在345MPa以下、硬化能力弱的钢材，使用小热量输入，尽量不预热或适当降低预热和层间温度；优选热输入较少的焊接方法，例如CO2气体保护焊。

3)厚板焊接尽量采用多层焊接代替单层焊接。

4)两侧均可焊接时，应采用双面对称坡口，多层焊接时应采用与构件中性轴对称的焊接顺序。

5)当丁字接头厚度较大时，应采用开坡口角的对接焊缝。

6)焊前防变形法用于控制焊后角变形，是生产中.常用的方法，焊件基本上是提前偏移(补偿)的。

7)刚性固定法:又称强制法。在实际生产中，刚度大的构件焊后变形一般较小，而刚度小的构件焊前可加强刚度，焊后变形也随之减小。使用这种方法时，焊接冷却后，必须拆除夹具和支架。几种常见的方法包括夹具法、支撑法、夹具法、临时固定法(如焊钉固定和压装固定法)和定位焊接法。

8)锤焊法:该方法主要适用于薄板的焊接。薄板焊缝及其热影响区未完全冷却时，应立即锤击该区域，并用气枪锤击厚板。

9)用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形。

10)在设计中尽量减少焊缝的数量和尺寸；焊缝的合理布置，除了避免焊缝密集外，还应使焊缝的位置尽可能靠近构件的中性轴，并使焊缝的布置与构件的中性轴对称。

11)正确选择焊接顺序。钢结构有对接焊缝和角焊缝时，原则上应先焊对接焊缝和角焊缝。对于十字焊缝和丁字焊缝，应采用正确的顺序，以避免焊接应力集中，保证接头的焊接质量。与整个钢结构的中性轴对称的焊接和从中间相开始的两阶段焊接非常有利于减少变形。对于钢结构中强度要求较高的重要部位的焊接，接头应尽量自由收缩，不受约束。

四、焊接变形焊后校正方法:

为了满足设计和规范要求，必须对发生焊接变形的焊接结构件进行校正。从另一个角度来看，这种校正本质上是试图创建新的变形来补偿或抵消已经发生的变形。在施工和生产中，.常用的焊后残余变形校正方法可分为力校正、加热校正和两种方法的结合。

4.1施力校正方法:施力校正一般采用千斤顶、螺旋助力器、辊式矫直机或大型压力机进行。

4.2加热修正法:即利用不均匀加热使结构得到反向变形，以补偿或抵消原焊接变形。加热修正法的加热方式可分为点加热、线加热和三角加热。加热可以消除很多力校正解决不了的变形。掌握火焰局部加热引起的变形规律是矫正的关键，而决定火焰矫正效果的主要是加热位置和加热温度。低碳钢与普通合金的焊接结构通常采用650 ~ 8000℃的加热温度，一般不应超过9000℃。

为了提高校正效果，宁夏钢结构工程的小编认为在使用加热校正的同时，也可以在加热过程中施加外力。在火焰矫正中，有两种冷却热点的方法:自然冷却和水冷。采用水火修正的方法可以使结构修正达到快速效果，修正量可以大于自然冷却。