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阮星谊，包晔峰，石忠贤
/
上海交通大学 焊接工程研究所，上海
0111213
摘要：
通过分析目前已有的各种变形的测量方法，得出了各种方法的特点和区别，为焊接变形测量
方法的选择提供了依据。
关键词：
焊接变形；测量方法；特点与区别
中图分类号：
456
文献标识码：
7
文章编号：
811890212/011:31:911::912
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第
2:
卷 第
:
期
011:
年
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月
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收稿日期：
011X98890Y
；
修回日期：
011:912916
作者简介：
阮星谊
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—
3
，男，浙江人，硕士，主要从事焊接
变形测量和控制方面的研究工作。
前言
在焊接过程中，焊缝金属的热胀冷缩都受到周
围金属的拘束而不能自由伸缩，导致工件在焊后存
在残余应力和残余变形。残余变形的存在不仅影响
结构的尺寸精度和外观，而且有可能降低其承载能
力和机械性能，因此控制和调整焊接变形是十分重
要。对焊接变形进行快速、准确的测量，是评价控制
和调整焊接变形效果的必要手段，同时也可用于验
证焊接变形数值模拟结果的合理程度。因此，国内
外研究者都花费了大量的时间去设计各种方法对
焊接变形进行测量。焊接变形的测量方法大致可以
分为动态测量和静态测量两大类。前者需要在测量
变形的同时对温度加以测量，然后借助于数值计算
得到变形量；后者不需测量温度，可以直接得到变
形量，但是不能实现实时测量。
2
动态测量方法
232
使用应变计测量变形
先在焊件上制定测量基线和测量点，将应变计的
机械底脚固定于测量点，在焊接时测量焊件升温时
产生的应变，读出应变计的数值即得焊接变形量。由
于在焊接的同时进行变形测量，要考虑焊件的温度
上升，所以对应变计底脚必须加以冷却方可以进行
使用，当然对于那些变化缓慢的焊件可以通过不停
的重复卸下装上应变计进行读数。在测量变形的同
时测量测量点温度值，如图
8O
中用热电耦，这样就
可以借助数值计算的方法，得出焊接构件的最终变
形量。图
8
给出了对焊缝纵向和横向测量的装置图。
图
8
焊缝横向和纵向应变的测量
[8
，
0\
234
使用传感器和热电耦测量变形
该系统能够直接测量出高温区一点相对于构
件外参考点在焊接过程中的横、纵向位移，得到该
点在焊接过程中的运动轨迹，同时用热电耦测出这
点的温度，经数值计算后得出焊件结构的变形量。
系统装置如图
0
所示，
!
点为待测位移点，
"
点为热电偶埋点，
#
、
$
、
%
点为螺栓压紧点，焊件用
螺栓压紧。为了同时测量
!
点的横向与纵向位移，在
!
点垂直于钢板处点焊螺丝，用专用卡具将一小方
块固定于螺丝上，使其角度符合要求。安装传感器时，
将基准点选择在工作台上，定义坐标方向后，进行
坐标转换，即可得该点横向和纵向位移变化曲线。
通过传感器测量得到
!
点
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、
’]
向位移，经坐
焊接变形测量方法
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