机械加工过程中，焊接变形是一个普遍存在的问题。焊接变形的产生不仅会导致构件的几何尺寸发生变化，还可能引起应力集中和构件的破坏，从而降低整体的质量和安全性。因此，控制焊接变形具有重要意义。为了有效地控制焊接变形，需要从结构设计和焊接工艺措施两个方面入手。在结构设计方面，应考虑焊接变形的因素，并采取相应的措施减少其产生。一种常见的方法是采用对称结构，通过减少焊接区域的不对称性来减小焊接变形。此外，合理布置焊缝和增加支撑等措施也可以有效减少焊接变形的发生。另外，通过优化材料的选择和控制厚度等措施来减少焊接变形也是很重要的。
在焊接工艺措施方面，正确的焊接工艺可以有效地控制焊接变形。分段焊接是一种常用的方法，通过分解焊接过程来减小焊接温度梯度，从而减少焊接变形的发生。预应力焊接和焊后热处理也是有效控制焊接变形的方法。此外，选择合适的焊接电流和速度，以及控制焊接过程中的温度等措施也可以降低焊接变形。通过分析和研究焊接变形的原因和种类，详细介绍了焊接变形的控制方法。结构设计和焊接工艺措施的合理应用能够有效地控制焊接变形，在实际焊接施工中起到指导作用。通过采取有效的控制措施，可以减少焊接变形的发生，提高焊接结构的质量和安全性。
1 焊接变形基础研究理论分析
1.1 焊接变形的基础概念
在焊接过程中，被焊工件受到不均匀的热量，发生的形状、尺寸的变化称为焊接变形，其本质是不均匀的温度场产生了超出材料屈服极限的内应力，从而引起塑性变形。常见的基本变形类型有横向收缩和纵向收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。
1.2 焊接变形分析理论
焊接过程是一种复杂的物理化学变化过程，其变形是在多物理场作用下产生的，因此，分析焊接变形时应考虑多场耦合。多场耦合分为直接耦合和间接耦合，直接耦合同时对多个场进行计算，计算量较大、对计算条件的要求较高；间接耦合先对一个场进行分析，将得到的结构作为初始条件加载到另一个场，因此对计算条件要求不高。本文采用间接耦合的方法，先对焊接温度场分析，将得到的结果加载到焊接变形的求解过程中，进而得到焊接变形。焊接温度场分析的根本就是对非线性瞬态传热过程进行计算，焊接过程中在没有位移的情况下，分子、原子等发生运动产生热量，此生热的过程称为热传导，热传导过程中传热量与温度梯度之间的关系：
式中：Q －单位时间内传递的热量（J）；
F －传递热量时截面的面积（mm2）；
任一方向上的热流量均可分解为x、y、z 三个方向上的分量，此时从焊接件中选取一微元体，则在dt时间内沿x 方向导入微元体热量为：
1.3 焊接变形的研究现状
郑国洪等针对一种铝合金材料的空腔薄壁结构的焊接变形进行研究，为减小焊接变形，通过设计焊接夹具保证焊件处于约束状态，并通过实验验证，证明了夹具的控制约束对变形控制有极大的作用。
闫勃等针对薄壁圆管类零件焊接时精度较低的问题，设计了一种高精度、高同轴度的工装夹具，主要对定位元件、夹紧机构、工件进行微调的调节装置等部分进行了设计，此夹具在焊接时能够根据圆管的不同尺寸进行调整，以保证圆管焊接时的精度，此夹具具有定位精度高、工人劳动强度低和焊接效率高的优点。
邹侠铭等针对高速动车组裙板在焊接中出现焊接变形量大、尺寸较难控制等问题，通过改进焊接工艺和采用合理的焊接夹具进行控制。采用焊接压板对裙板整体进行夹紧固定，对其变形进行控制。
曾志敏等对影响前盖内板焊接质量的因素进行研究，提出了前盖内板总成焊接夹具的设计方案。设计方案从合理设置夹具夹紧点、合理选择焊枪、更换耐磨材料等方面进行设计，设计方案能有效提高前盖内板的焊接质量。
高延杰针对镁铝合金薄板施工过程中出现的焊接变形进行了研究，对产生的弯曲变形和波浪变形的原因进行分析，并采用刚性固定的设计思路设计了一款焊接工装夹具来抑制焊接变形，并对夹具作用下的薄板进行焊接实验，得出在夹具作用下薄板变形明显减小，验证了夹具的有效性。
1.4 焊接变形控制方法的研究进展
李宏佳 通过有限元仿真技术对航空发动机燃烧室在焊接时易发生失稳变形进行模拟分析，并通过刚性固定法及对其进行改进和焊时温差拉伸法对焊接变形进行控制，通过模拟和实验验证，证明了此两种方法均能有效地减小焊接变形。齐振国等[11]针对一种国内动车组室前墙板在焊接过程中出现的焊接变形进行分析，对焊接变形的产生原因进行研究与分析，通过改进焊接顺序、优化焊缝布局来减小焊接变形，对每个焊接阶段的焊接变形进行分析，设计合理的反变形量和优化焊接工艺，采用优化后的工艺能有效地保证焊接质量，缩短焊后调修时间。
之前学者主要通过优化焊接顺序、选择合理的焊接工艺、设计夹具等对焊接变形进行控制，但通过设计夹具对焊接变形进行控制时，没有考虑夹具的各定位点间相互位置关系对焊接变形的影响。
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