1.防止焊接电弧偏吹
电弧偏吹是指焊接过程中，因气流的干扰、磁场的作用或焊条偏心的影响，使电弧中心偏离电极轴线的现象。电弧偏吹会造成电弧燃烧不稳、飞溅加大、熔滴失去保护、焊缝成型不好等。因此，在室外焊接时，电弧周围要设挡风装置，不要选择偏心焊条； 采用直流电源焊接时，要设法避免电磁力作用造成的不良影响。
2.采用合理的运条方法
焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。正确运条是保证焊缝质量的基本因素之一。运条包括沿焊条轴线的送进、沿焊缝轴线方向的纵向移动和横向摆动三个动作。轴向送进运动影响焊接电弧的长度，纵向移动与横向摆动影响焊接速度与焊缝宽度。焊接工人通过合理的运条方法控制这三种基本运动。常采用的运条方法如图11-11 所示。
图11-11 常用的运条方法
(a)锯齿形运条法； (b)三角形运条法； (c)圆圈形运条法
锯齿形运条法如图11-11 (a)所示。焊接时焊条末端做连续摆动并向前移动，形成锯齿形轨迹。焊条摆动到两边时应稍停留片刻，其目的在于控制熔融金属的流动和焊缝的宽度，并使焊缝成型良好。锯齿形运条法操作方便，常用于厚板的焊接，以及平焊、仰焊、立焊的对接接头和立焊的角接接头。
三角形运条法如图11-11 (b)所示。焊接时焊条末端做三角形运动并向前移动。通过对运动轨迹的控制能够焊接截面更大的焊缝。三角形运条法常用于焊接开坡口的对接焊缝、仰焊的T 形接头焊缝及横焊焊缝。
圆圈形运条法如图11-11 (c)所示。焊接时焊条末端做圆圈形运动并向前移动。通过对运动轨迹的控制能够使熔融金属的保持时间较长，气体、熔渣等容易析出，焊缝质量好。圆圈形运条法常用于焊接较厚钢板的平焊缝。
焊接薄板时，焊条末端不需要做横向摆动，只沿焊接方向直线移动，称为直线形运条法。
3.预防及消除焊接应力与焊接变形
焊接应力是焊接过程中及焊接过程结束后，存在于焊件中的内应力。焊接变形是由焊接引起的焊件尺寸的改变。
(1)焊接应力与变形产生的原因
1)焊件的不均匀受热。
不受约束的焊件在均匀加热时其变形属于自由变形，因此，在焊件加热过程中不会产生任何内应力，冷却后也不会有任何残余应力和残余变形； 受约束的焊件在均匀加热时如果加热温度较高，可能出现以下三种情况:
①如果焊件能充分自由收缩，那么焊件中只出现残余变形而无残余应力；
②如果焊件受绝对拘束，那么焊件中没有残余变形而存在较大的残余应力；
③如果焊件收缩不充分，那么焊件中既有残余应力又有残余变形。
2)焊缝金属的收缩。
当焊缝金属冷却、由液态转为固态时，其体积要收缩，但焊缝金属与母材是紧密联系的，因此，焊缝金属并不能自由收缩。这将引起整个焊件的变形，同时在焊缝中引起残余应力。
3)金属组织的变化。
钢在加热及冷却过程中发生金相组织的变化，这些组织的比体积不一样，也会造成焊接应力与变形。
4)焊件的刚性和拘束。
焊件自身的刚性及受周围的拘束程度越大，则焊接变形越小，而焊接应力越大； 反之，焊件自身的刚性及受周围的拘束程度越小，则焊接变形越大，而焊接应力越小。
(2)预防及消除焊接应力的措施
1)预防焊接应力的措施。
①从设计方面:
a.尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸。
b.避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够的距离(图11-12)。
c.采用刚度较小的接头形式(图11-13)。
图11-12 容器接管焊接
图11-13 减小接头刚度的措施
②从工艺方面:
a.采用合理的装配焊接顺序和方向。
●在一个平面上的焊缝，焊接时应保证焊缝的纵向和横向收缩均能比较自由，如图11-14所示的拼板焊接，合理的焊接顺序应是图中的1～10，即先焊相互错开的短焊缝，后焊直通长焊缝。
●收缩量最大的焊缝应先焊。因为先焊的焊缝收缩时受阻较小，因而残余应力比较小。如图11-15 所示的带盖板的双工字梁结构，应先焊盖板上的对接焊缝1，后焊盖板与工字梁之间的角焊缝2，原因是对接焊缝的收缩量比角焊缝的收缩量大。
图11-14 拼接焊缝合理的装配焊接顺序
图11-15 带盖板的双工字梁结构焊接顺序
1—对接焊缝； 2—角焊缝
●工作时受力最大的焊缝应先焊。如图11-16 所示的大型工字梁，应先焊受力最大的翼板对接焊缝1，再焊腹板对接焊缝2，最后焊预先留出来的一段角焊缝3。
●对接焊缝与角焊缝交叉的结构(图11-17)。
图11-16 对接工字梁的焊接顺序
1，2—对接焊缝； 3—角焊缝
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图11-17 对接焊缝与角焊缝交叉的结构
●焊接平面交叉焊缝时，在焊缝的交叉点易产生较大的焊接残余应力。焊接顺序如图11-18 所示。
图11-18 平面交叉焊缝的焊接顺序
b.预热法。减小焊件各部分的温差，降低焊后冷却速度，减小残余应力。
c.冷焊法。冷焊法是通过减少焊件受热来减小焊接部位与结构上其他部位间的温度差。
d.降低焊缝的拘束度。
e.加热“减应区” 法。焊接时加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，起到减小焊接残余应力的作用。
2)消除焊接应力的措施。
①热处理法。将构件缓慢加热到一定的温度(低碳钢为650 ℃)，并在该温度下保温一定的时间(一般按每毫米板厚保温2～4 min，但总时间不少于30 min)，然后空冷或随炉冷却。
②机械拉伸法。在压力容器制造的最后阶段，通常要进行水压试验和起重机的静载试验，其目的之一也是利用加载来消除部分残余应力。
③锤击焊缝。锤击焊缝，可使焊缝金属产生延伸变形，能抵消一部分压缩塑性变形，起到减小焊接残余应力的作用。
④振动法。利用振动产生的交变应力来消除部分残余应力。
(3)预防及消除焊接变形的措施
1)焊接变形的基本形式。焊接变形分为5 种基本变形形式，包括收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。
如图11-19 (a)所示的收缩变形是由于焊缝金属沿纵向(焊缝方向)和横向(垂直于焊缝方向)收缩引起的； 如图11-19 (b)所示的角变形是由于V 形坡口对接焊缝截面上下不对称，焊后横向收缩不均匀引起的； 如图11-19 (c)所示的T 形梁的弯曲变形是由焊缝布置不对称、焊缝集中部位的纵向收缩引起的； 如图11-19 (d)所示的薄板的波浪形变形是由于焊缝纵向收缩使焊件失稳引起的； 如图11-19 (e)所示的工字梁的扭曲变形，是由焊接顺序不合理引起的。
图11-19 焊接变形
(a)收缩变形； (b)角变形； (c)弯曲变形； (d)波浪变形； (e)扭曲变形
2)预防焊接变形的工艺措施。
①反变形法。通过试验或计算，预先确定焊后可能发生变形的大小和方向，将工件安装在相反方向位置上，如图11-20 (a)所示； 或预先使焊接工件向相反方向变形，以抵消焊后所发生的变形，如图11-20 (b)所示。
②留余量法。在下料时，将零件的实际长度或宽度尺寸比设计尺寸适当加大，以补偿焊件的收缩，主要用于防止焊件的收缩变形。
③刚性固定法。当焊件刚性较小时，可利用外加刚性固定以减小焊接变形，如图11-21 所示。这种方法能有效地减小焊接变形，但会产生较大的焊接应力。
图11-20 焊接的反变形
(a)平板焊接的反变形； (b)工字梁焊接的反变形
图11-21 刚性固定防止法兰变形
④合理安排焊接次序。双V 形坡口与对称截面梁焊接次序如图11-22 所示。长焊缝(1 m以上)焊接时，可采用如图11-23 所示的方向和顺序进行焊接，以减小其焊后的收缩变形。
图11-22 焊接次序
(a)双V 形坡口焊接次序； (b)对称断面梁的焊接次序
图11-23 长焊缝的不同焊接顺序
(a)逐步退焊法； (b)跳焊法； (c)分中逐步退焊法； (d)分中对称焊法
⑤强制冷却法(散热法)。使焊缝处热量迅速散走，减小金属受热面，以减少焊接变形，如图11-24 所示。
⑥焊前预热，焊后处理。预热可以减小焊件各部分温差、降低焊后冷却速度、减小残余应力。在允许的条件下，焊后进行去应力退火或用锤子均匀迅速地敲击焊缝，使之得到延伸，均可有效地减小残余应力，从而减小焊接变形。
3)焊接变形的矫正方法。焊接过程中，即使采取了上述工艺措施，有时也会产生超过允许值的焊接变形，因此，需要对变形进行矫正，矫正方法有以下几种。
①手工矫正法。手工矫正法就是利用锤子、大锤等工具锤击焊件的变形处。
②机械矫正法。利用机器或工具来矫正焊接变形，其原理就是将缩短的尺寸拉长，使之与较长的部分相适应，从而恢复到原来的尺寸或达到技术条件对几何尺寸的要求。图11-25 (a)所示为利用加压机构矫正工字梁焊后的弯曲变形，图11-25 (b)所示为利用圆盘形辗辊辗压薄板焊缝及其两侧，使之伸长来消除薄板焊后的残余变形，也可采用辊床、压力机、矫直机等。这种方法适用于低碳钢和普通低合金钢等塑性好的材料。
图11-24 强制冷却控制焊接变形
(a)水中冷却； (b)喷水冷却； (c)水冷铜块冷却
③火焰加热矫正法。火焰加热矫正法就是利用火焰对焊件进行局部加热，并随之快冷，使焊件伸长的部位缩短，达到矫正变形的目的，如图11-26 所示。此法一般使用的是气焊炬，无须专门设备，操作简单方便、机动灵活，可在大型复杂结构上进行矫正，适用于低碳钢和没有淬硬倾向的普通低合金钢。
图11-25 机械矫正法
(a)工字梁机械矫形； (b)薄板辗压矫形
图11-26 火焰加热矫正法
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