减小焊接残余变形的工艺措施

1.反变形法

焊接前装配时根据经验预估变形的大小，给构件一个与焊接变形方向相反的变形，以此与焊接变形相抵消，使结构在焊接后能达到技术要求。反变形有两种方法：①塑性反变形；②弹性反变形。在实际生产中，弹性反变形比塑性反变形更可靠些。因为即使弹性反变形的预应变量不够准确，也总是可以减小角变形。若采用塑性反变形，所选取的塑性预弯量必须非常精准，否则得不到良好的效果。

2.在外拘束条件下焊接

将焊件刚性固定在夹具中，以限制构件在焊接过程中产生变形。对减小焊件的角变形有很好的效果，可使焊接变形减少，但焊接应力较高。

3.合理选择焊接方法和焊接规范

为减小焊接变形，应尽可能采用高能量密度的焊接方法。如电子束焊、激光焊接、窄间隙焊接等。它们有较低的焊接线能量，焊接变形小。在一般生产中，CO2气体保护焊来取代手工电弧焊，不但效率高，而且还能明显地减小焊接变形。焊接薄板时，可采用钨极脉冲弧焊或电阻焊，缝焊，都可防止压曲变形。

如果在生产中没有条件采用低线能量的方法，又不降低焊接规范时，可采用直接水冷或采用水冷铜块来改变热场分布，以达到减小变形的目的。但是对于淬硬性高的金属材料，此方法慎用。

如何预防焊接冷裂纹？

焊前预热、焊后缓冷、控制层间温度和焊后热处理，是可焊性较差的高强度钢和不可避免的高拘束结构形式，防止冷裂纹行之有效的方法。预热和缓冷可减缓冷却速度（延长△t 800~500℃停留时间），改善接头的***状态，降低淬硬倾向，减少***应力；焊后热处理可消除焊接残余应力，减少焊缝中扩散氢的含量。在多数情况下，消除应力热处理应在焊后立即进行。

焊后立即锤击，使残余应力分散，避免造成高应力区，是局部补焊时防止冷裂纹行之有效的方法之一。

在焊缝根部和应力比较集中的焊缝表面，（热影响区受到的拘束应力较低），采用强度级别较低的焊条，往往在高拘束度下取得良好的效果。

采用惰性气体保护焊，能很好地控制焊缝含氢量，降低冷裂纹敏***，所以，应大力推广TIG、MIG焊接。

马氏体不锈钢焊材选用

在不锈钢中,马氏体不锈钢是可以利用热处理来调整性能的,因此,为了保证使用性能的要求,特别是耐热用马氏体不锈钢,焊缝成分应尽量接近母材的成分。为了防止冷裂纹,也可采用奥氏体焊材,这时的焊缝强度必然低于母材。

焊缝成分同母材成分相近时,焊缝和热影响区将会同时硬化变脆,同时在热影响区中出现回火软化区。为了防止冷裂,厚度3mm以上的构件往往要进行预热,焊后也往往需要进行热处理,以进步接头性能,由于焊缝金属与母材的热膨胀系数基本一致,经热处理后有可能完全消除焊接应力。

当工件不答应进行预热或热处理时,可选择奥氏体***焊缝,由于焊缝具有较高的塑性和韧性,能松弛焊接应力,并且能较多地固溶氢,因而可降低接头的冷裂倾向,但这种材质不均匀的接头,由于热膨胀系数不同,在循环温度的工作环境下,在熔合区可能产生剪应力,而导致接头***。

对于简单的Cr13型马氏体钢,不采用奥氏体***的焊缝时,焊缝成分的调整余地未几,一般都和母材基体相同,但必须限制***杂质S、P及Si等,Si在Cr13型马氏体钢焊缝中可促使形成粗大的马氏体。降低含C量,有利于减小淬硬性,焊缝中存在少量Ti、N或Al等元素,也可细化晶粒并降低淬硬性。

对于多组元合金化的Cr12基马氏体热强钢,主要用途是耐热,通常不用奥氏体焊材,焊缝成分希看接近母材。在调整成分时,必须保证焊缝不致出现一次铁素体相,因它对性能十分***,由于Cr13基马氏体热强钢的主要成分多为铁素体元素(如Mo、Nb、W、V等),为保证全部***为均一的马氏体,必须用奥氏体元素加以平衡,也就是要有适当的C、Ni、Mn、N等元素。

马氏体不锈钢具有相当高的冷裂倾向,因此必须严格保持低氢,甚至超低氢,在选择焊材时,必须要留意这一点。