反变形法是焊接施工中控制变形的重要手段，通过预先设置反向变形量抵消焊接过程中产生的收缩和弯曲，从而保证构件的最终尺寸精度。以下是反变形法的具体应用及焊接过程中的注意事项：

一、反变形法的具体应用

1. 反变形原理

焊接时，焊缝区域因受热膨胀、冷却收缩会产生局部变形（如角变形、纵向弯曲）。反变形法通过在焊接前对构件施加与预期变形方向相反的预变形，使焊接后的残余变形与预变形相互抵消，最终达到设计要求的形状。

2. 常见构件的反变形设置

• H型钢梁焊接

• 问题：腹板与翼缘板焊接时，腹板因纵向收缩产生向内弯曲（俗称“马刀形”变形）。

• 反变形措施：在组装前将腹板向相反方向预弯，预弯量根据板厚、焊缝长度及焊接工艺计算确定（通常为焊缝收缩量的1.2-1.5倍）。例如，腹板高度为1m时，预弯量可设为5-10mm。

• 箱型柱焊接

• 问题：四条纵缝焊接时，柱体因收缩产生纵向弯曲。

• 反变形措施：在组装时将柱体两端向相反方向预压，形成“S”形预弯，预压量根据柱体长度和焊缝收缩量计算（如每米长度预压1-2mm）。

• 圆筒对接焊

• 问题：环缝焊接时，筒体因收缩产生直径减小或椭圆化。

• 反变形措施：在组装时将筒体两端向外扩张，形成预扩径，预扩量根据筒体直径和板厚确定（如直径1m的筒体，预扩量可设为3-5mm）。

3. 反变形量的确定方法

• 经验公式法：根据类似工程经验估算反变形量。例如，H型钢腹板预弯量可按公式 δ=0.001×L×t 计算（L 为焊缝长度，t 为腹板厚度）。

• 有限元模拟法：通过计算机模拟焊接过程，分析变形趋势，精确计算反变形量。

• 试验法：对典型构件进行试焊接，测量实际变形量，调整反变形参数后应用于正式施工。

二、焊接过程中的注意事项

1. 焊接顺序规划

• 对称施焊：从构件中心向两侧对称焊接，减少不对称收缩导致的弯曲。例如，H型钢梁焊接时，先焊两侧对称的短焊缝，再焊中间的长焊缝。

• 分段退焊法：将长焊缝分成若干段，按相反方向交替焊接，平衡收缩应力。例如，箱型柱纵缝焊接时，每段长度控制在300-500mm，焊接方向交替进行。

• 跳焊法：对密集焊缝（如节点板连接），跳过部分焊缝先焊接，再补焊剩余部分，避免局部过热。

2. 焊接参数控制

• 电流与电压：根据板厚选择合适参数。例如，手工电弧焊焊接10mm钢板时，电流可设为140-180A，电压22-24V。

• 焊接速度：保持匀速焊接，避免速度过快导致未熔透或速度过慢引起烧穿。通常焊接速度为15-30cm/min。

• 层间温度：厚板焊接需控制层间温度（如Q345钢层间温度≤200℃），防止晶粒粗大降低韧性。

3. 预热与后热处理

• 预热：

• 适用场景：低温环境、厚板或高强钢焊接。

• 方法：用氧乙炔焰或电加热板对焊缝两侧100mm范围内加热至100-150℃（根据材料调整）。

• 目的：减缓冷却速度，降低残余应力，防止冷裂纹。

• 后热：

• 适用场景：焊接完成后立即进行，尤其对含氢量较高的焊缝（如低氢型焊条焊接）。

• 方法：加热至200-300℃，保温2-4小时后缓冷。

• 目的：促进氢扩散，避免延迟裂纹。

4. 焊接环境控制

• 温度：焊接环境温度≥5℃，低温焊接需采取预热措施。

• 湿度：相对湿度≤90%，雨雪天气需搭设防风棚或暂停施工。

• 风速：气体保护焊时风速≤2m/s，否则需设置挡风装置。

5. 焊缝质量检查

• 外观检查：焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷。咬边深度≤0.5mm，累计长度≤10%焊缝长度。

• 无损检测：

• 超声波检测（UT）：对全熔透焊缝进行100%检测，合格等级不低于Ⅱ级。

• 射线检测（RT）：对关键焊缝（如梁柱节点）抽检，合格等级不低于Ⅱ级。

• 磁粉检测（MT）：检测表面裂纹，尤其对角焊缝和定位焊缝。

6. 变形监测与调整

• 实时测量：使用激光跟踪仪或全站仪监测焊接过程中的变形，及时调整焊接顺序或反变形量。

• 机械矫正：对少量变形可通过千斤顶、液压机等设备进行矫正，但需避免过矫导致裂纹。

• 火焰矫正：对局部变形可用氧乙炔焰加热至600-800℃后浇水冷却，利用收缩差矫正变形（需由专业人员操作）。