由于焊接產生的焊接殘余應力和殘余變形 ,嚴重影響著工程的質量、安裝進度和結構承載力 (即使用功能 ),急需采用合理的方法予以控制。
鋼結構的焊接過程實際上是在焊件局部區域加熱后又冷卻凝固的熱過程 ,但由于不均勻溫度場 ,導致焊件不均勻的膨脹和收縮,從而使焊件內部產生焊接應力而引起焊接變形。

常見的焊接應力有 :1)縱向應力 ;2)橫向應力 ;3)厚度方向應力。

常見的焊接變形有:1)縱向收縮變形 ;2)橫向收縮變形 ;3)角變形 ;4)彎曲變形 ;5)扭曲變形 ;6)波浪變形。

針對這些不同種類的焊接變形和應力分布,追溯根源,具體進行研究控制。

1、焊接變形的控制措施

全面分析各因素對焊接變形的影響 ,掌握其影響規律 ,即可采取合理的控制措施。

1.1　焊縫截面積的影響

焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積。焊縫面積越大 ,冷卻時收縮引起的塑性變形量越大，焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的 ,而且是起主要的影響，因此，在板厚相同時，坡口尺寸越大，收縮變形越大。

1.2　焊接熱輸入的影響

一般情況下，熱輸入大時，加熱的高溫區范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區增大。

1.3　焊接方法的影響

多種焊接方法的熱輸入差別較大，在建筑鋼結構焊接常用的幾種焊接方法中，除電渣以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫斷面積等相同情況下，收縮變形最大，手工電弧焊居中，ＣＯ2氣體保護焊最小。

1.4　接頭形式的影響

在焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方面等因素條件相同時，不同的接頭形式對縱向、橫向、角變形量有不同的影響。常用的焊縫形式有堆焊、角焊、對接焊。

1)表面堆焊時，焊縫金屬的橫向變形不但受到縱橫向母材的約束，而且加熱只限于工件表面一定深度而使焊縫的收縮同時受到板厚、深度、母材方面的約束 ,因此 ,變形相對較小。

2)Ｔ形角接接頭和搭接接頭時，其焊縫橫向收縮情況與堆焊相似，其橫向收縮值與角焊縫面積成正比，與板厚成反比。

3)對接接頭在單道 (層 )焊的情況下，其焊縫橫向收縮比堆焊和角焊大，在單面焊時坡口角度大，板厚上、下收縮量差別大，因而角變形較大。

雙面焊時情況有所不同，隨著坡口角度和間隙的減小，橫向收縮減小，同時角變形也減小。

1.5　焊接層數的影響

1)橫向收縮：在對接接頭多層焊接時，第一層焊縫的橫向收縮符合對接焊的一般條件和變形規律，第一層以后相當于無間隙對接焊，接近于蓋面焊道時與堆焊的條件和變形規律相似，因此，收縮變形相對較小。

2)縱向收縮：多層焊接時，每層焊縫的熱輸入比一次完成的單層焊時的熱輸入小得多，加熱范圍窄，冷卻快，產生的收縮變形小得多，而且前層焊縫焊成后都對下層焊縫形成約束 ，因此，多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多，而且焊的層數越多，縱向變形越小。

在工程焊接實踐中 ,由于各種條件因素的綜合作用 ,焊接殘余變形的規律比較復雜，了解各因素單獨作用的影響便于對工程具體情況做具體的綜合分析。所以 ,了解焊接變形產生的原因和影響因素 ,則可以采取以下控制變形的措施：

1)減小焊縫截面積，在得到完整、無超標缺陷焊縫的前提下，盡可能采用較小的坡口尺寸 (角度和間隙 )。

2)對屈服強度 345ＭＰａ以下，淬硬性不強的鋼材采用較小的熱輸入，盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度；優先采用熱輸入較小的焊接方法 ,如ＣＯ2氣體保護焊。

3)厚板焊接盡可能采用多層焊代替單層焊。

4)在滿足設計要求情況下，縱向加強肋和橫向加強肋的焊接可采用間斷焊接法。

5)雙面均可焊接操作時，要采用雙面對稱坡口，并在多層焊時采用與構件中和軸對稱的焊接順序。

6)Ｔ形接頭板厚較大時采用開坡口角對接焊縫。

7)采用焊前反變形方法控制焊后的角變形。

8)采用剛性夾具固定法控制焊后變形。

9)采用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形，如Ｈ形縱向焊縫每米長可預留 0.5ｍｍ～ 0.7ｍｍ。

10)對于長構件的扭曲 ,主要靠提高板材平整度和構件組裝精度 ,使坡口角度和間隙準確 ,電弧的指向或對中準確，以使焊縫角度變形和翼板及腹板縱向變形值與構件長度方向一致。

11)在焊縫眾多的構件組焊時或結構安裝時，要采取合理的焊接順序。

12)設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸，合理布置焊縫，除了要避免焊縫密集以外，還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸，并使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

（二）