一、  金属焊接变形的基本原理

         金属材料处在高温的环境中，当温度达到材料的熔点，材料会熔化并发生热膨胀，材料发生挤压变形，产生弹性热应力，当热应力大于材料此时的屈服极限，材料的弹性变形会转化成塑性变形，导致冷却后的材料无法恢复产生残余应力，材料在焊接区域受压应力，在周围区域受拉应力。因此，材料的“热胀冷缩”是使材料发生变形的基本原因。起重机械结构的焊接过程一般利用熔化焊，将需要焊接的区域进行加热，并加入焊接材料，带熔池形成后进行冷却硬化，因此，在焊接加热冷却过程中，焊接区域发生冷缩，非焊接区域发生热膨胀，产生残余应变导致材料的塑性变形。尤其对于焊接零部件，微观的塑性变形，在宏观的表现为尺寸变形并带有弹性应变能。对于单一构件，材料发生塑性应变的区域很少，因此，针对影响材料的焊接变形，考虑残余应变和弹性应变能，进而研究材料变形。

二、 金属焊接变形的影响因素

        材料属性对金属焊接变形的影响。焊接区域的变形同时受到焊材和母材的影响，其力热属性决定了材料的膨胀和收缩程度，热传导系数小，温度变化的梯度大，温差大导致材料更容易变形。热膨胀系数对材料的变形正相关，而且材料的力学属性会随着温度的变化而改变，通常情况下，较大的弹性模量会储存较大的变形能，所累积的残余应力更容易引起焊接变形。

焊接结构对金属焊接变形的影响。在焊接过程中，控制工件的拘束度可有效改善焊接变形。工件本身的拘束度起主要影响，在设计时，焊接结构越复杂，拘束度越大。因此，需要对为了增加结构刚性而添加的筋板或加强筋的数量和位置进行优化处理，可适当减小焊接过程中的工作量，同时，也能对焊接变形有削弱的作用。（3）焊接工艺对金属焊接变形的影响。焊接工艺可改变残余应力的位置和大小以减缓焊接变形，例如，改变焊接顺序、采用新的焊接工艺方法、调整合适的焊接工艺参数，同时，根据工作人员的累积经验，也可以采用特殊的加工工艺来改善残余应力，降低焊接变形。

三、机械结构焊接变形种类及产生原因

       在起重机械结构焊接过程中，其结构件的焊接变形种类有收缩变形、弯曲变形和扭曲变形。收缩变形是因为焊缝冷却材料体积减小，导致尺度精度下降，而且焊缝收缩的方向相同会使得整体结构的尺寸减小，影响机械结构的稳定性。弯曲变形通常出现在工件尺寸较小、焊缝不对称的区域，这是因为材料受到焊接过程中应力和变形的综合影响。起重机械焊接结构属于大型结构件焊接，因此，更容易发生扭曲变形，在不均匀内应力的影响下，焊缝的分布没有规律，很难进行提前预测，导致的结果就是焊接区域发生扭曲变形，严重时，焊接件会无法修复。

四、起重机械结构焊接变形的控制

       因此，起重机械结构的焊接变形不仅影响工程机械的工作效能，而且还会给工厂企业造成经济损失。由此，分析焊接变形的具体原因显得尤为重要，其焊接变形有多种因素组成，第一为焊接应力的大小和分布，其直接影响焊接结构件的受力和变形，在焊接过程中，焊接应力和焊缝的复杂程度成正相关，由于其具有一定的不确定性，材料的膨胀和收缩同样不均匀，导致变形难以预估。第二为焊接结构件的设计不合理，设计的焊缝尺寸大、数量多且分布不均匀均会加剧焊接结构件的变形。第三为焊接工艺的制定存在问题，起重机械结构焊接工艺的好坏直接决定加工效率，其焊接变形是否超出规定标准，直接影响机械结构的稳定和运作安全。因此，需要着重注意焊接工艺的选择和设计，确保有效高效、安全稳定。

五、工艺参数法

     焊接工艺参数法主要关注工艺布置和参数选择，在焊接过程中，采用多层焊或气体保护焊的焊接方式，利用跳焊和分段焊降低热能对焊接变形的影响。焊接顺序应该遵循先内后外、从中间到两端、先短后长的对称焊接方法，这是为了保证焊接结构能够受热均匀。对于焊接应力的去除，可以利用焊前预热和焊后回火，尽可能地选择适用于实际工况的参数，降低热输入，减小焊接变形论文发表。