吳海峰

摘要：從鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的人為因素，來(lái)做好鋼結(jié)構(gòu)焊接的管理和控制。從而保證鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，焊接變形直接影響著鋼結(jié)構(gòu)的使用價(jià)值及質(zhì)量。本文主要在鋼結(jié)構(gòu)焊接變形類(lèi)型的基礎(chǔ)上，提出了控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的對(duì)策。有助于鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);焊接;變形;種類(lèi);控制

前 ?言

作為鋼結(jié)構(gòu)制作和連接的主要技術(shù)，焊接已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝工藝之中。然而，焊接中產(chǎn)生的變形問(wèn)題不僅影響了鋼結(jié)構(gòu)的外觀和使用性能，如果嚴(yán)重的話甚至?xí)?dǎo)致焊件報(bào)廢，給企業(yè)造成直接經(jīng)濟(jì)損失。特別是在大型鋼結(jié)構(gòu)件的焊接作業(yè)中，這一問(wèn)題表現(xiàn)得尤其突出。有鑒于此，必須對(duì)焊接變形不同類(lèi)型和原因進(jìn)行全面分析，并采取有力措施控制焊接變形量，以確保不斷提高生產(chǎn)效率和鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。在大多數(shù)的情況下，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)暮附庸?jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)措施和技術(shù)措施，可以有效地控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形，以達(dá)到確保工程質(zhì)量的目的。但由于材料、結(jié)構(gòu)以及焊接施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素的復(fù)雜多變，還應(yīng)該在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累焊接經(jīng)驗(yàn)，提高控制焊接應(yīng)力和焊接變形技術(shù)水平。

一、鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的類(lèi)型及產(chǎn)生的因素分析與研究

鋼結(jié)構(gòu)焊接變形可以按照變形外觀形式分為橫縱向變形、角變形、螺旋形變形、撓曲變形、波浪變形、錯(cuò)邊變形等。這是由焊接方法、工藝手段及焊接位置等不同因素決定的。在這些變形之中，橫向、縱向、撓曲及角變形是在焊接過(guò)程中最為普遍常見(jiàn)的。

1.縱橫向收縮變形

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接之后，若收縮變形產(chǎn)生在焊縫的軸向方向上，稱(chēng)之為縱向變形。若收縮變形產(chǎn)生在焊縫的垂直方向上，稱(chēng)之為橫向變形。橫縱向變形是由焊縫熔點(diǎn)處的受熱膨脹與周?chē)蜏亟饘贈(zèng)_擊產(chǎn)生的。

2.角變形

焊后構(gòu)件的平面圍繞焊縫產(chǎn)生的角位移。產(chǎn)生原因主要是由于沿板厚方向焊縫收縮變形量的不同造成。

3.螺旋形變形

焊件在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的扭曲變形。產(chǎn)生原因主要是由于焊縫角變形沿長(zhǎng)度上的分布不均勻性和工件的縱向錯(cuò)邊造成的。

4.撓曲變形

若焊接之后，相近的焊縫的收縮變形程度不同或者一條焊縫產(chǎn)生變形而另一側(cè)未產(chǎn)生變形，這就會(huì)造成焊縫在外觀上存在撓曲現(xiàn)象，稱(chēng)之為撓曲變形。

5.波浪變形

對(duì)于薄板鋼結(jié)構(gòu)的焊接過(guò)程中，由于焊縫存在內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生的波浪形收縮變形，稱(chēng)之為波浪變形。

6.錯(cuò)邊變形

若對(duì)兩件鋼結(jié)構(gòu)的焊接過(guò)程中，兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)受熱不均勻而使兩個(gè)焊件在長(zhǎng)度和高度方向上產(chǎn)生錯(cuò)位，稱(chēng)之為錯(cuò)邊變形。

二、鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中變形控制對(duì)策分析與研究

對(duì)于上述不同類(lèi)型的焊接變形，變形原因可以簡(jiǎn)單的概括為以下幾個(gè)方面：第一，溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的不均膨脹，這是構(gòu)件的在焊接過(guò)程中受熱不均而引起的。第二，殘余應(yīng)力變形，當(dāng)受熱不均引起的溫度應(yīng)力使構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形之后，在溫度逐漸回復(fù)到室內(nèi)溫度的過(guò)程中，產(chǎn)生的新內(nèi)應(yīng)力使構(gòu)件發(fā)生變形。我們可以根據(jù)對(duì)焊接變形的分析有重點(diǎn)的對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行控制，盡量減小變形收縮量。對(duì)于在焊接過(guò)程如何控制焊接變形，可以采取以下措施方法：選擇合理的焊縫位置、焊接方式、焊接順序，采用反變形焊接，采用剛性固定焊接，這些措施都可以有效的減少焊接過(guò)程中所產(chǎn)生的變形，保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

1.對(duì)于焊縫的合理選擇

為了達(dá)到減少梁或者柱等構(gòu)件撓性變形收縮量的目的， 應(yīng)該盡量將焊縫置于截面中性軸或者對(duì)稱(chēng)于中性軸。對(duì)于焊接方法的選擇：①為盡量減少焊接變形，所選擇的焊接方法的線能量越低越好。②在對(duì)H 型鋼翼板與腹板的焊接，應(yīng)該選用埋弧自動(dòng)焊。③在對(duì)不同截面積的構(gòu)件焊接中，為減少焊接變形發(fā)生及減小焊接線能量，對(duì)于小截面焊縫進(jìn)行CO2焊打底，對(duì)蓋面采用手弧焊方式。④在對(duì)H 型鋼氣割成T 型鋼時(shí)不能有間斷，這樣可以確保氣割過(guò)程中有相同的熱膨脹量。對(duì)于焊接順利的合理選擇：在焊接過(guò)程中，選用上下對(duì)角焊接的順序可以保持構(gòu)件的平直性，抵消焊縫所引起的撓曲變形，保證受熱均勻性以減小收縮變形量。類(lèi)似的焊接順序同樣適用于筋板等多種構(gòu)件。

2.在焊接過(guò)程中，最普遍采用的焊接方法為反變形法

反變形焊接方法的具體步驟是：在焊接之前對(duì)于焊縫結(jié)構(gòu)的大小及位置進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)估，在實(shí)際的裝配過(guò)程中對(duì)于焊縫施加一個(gè)相反的變形，用于抵消焊接變形收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力， 確保構(gòu)件在焊接之后的質(zhì)量要求。

3.對(duì)于焊接工作，要做好焊接前，焊接中，焊接后各項(xiàng)檢測(cè)控制

在焊接前需要準(zhǔn)確測(cè)量構(gòu)件的中心線、長(zhǎng)度、標(biāo)高等。在焊接過(guò)程中，需要采用合理的焊接手段及順序，隨時(shí)觀察焊接質(zhì)量，如若發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)的采取補(bǔ)救措施。焊接工作完成后，要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行再次測(cè)量確認(rèn)，保證焊接工作的質(zhì)量。

三、鋼結(jié)構(gòu)焊接高溫加熱的過(guò)程

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)焊接過(guò)程來(lái)說(shuō)，是一個(gè)高溫加熱的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，溫度最高的點(diǎn)為焊縫金屬熔點(diǎn)處的溫度。熔池附近溫度由熔點(diǎn)逐漸降低直到變?yōu)槭覂?nèi)溫度。由于熔點(diǎn)處的極高溫度使金屬膨脹，與附近金屬的低溫產(chǎn)生沖擊使之無(wú)法自由膨脹，這就造成了焊接的塑性變形。焊接變形即是整體結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)產(chǎn)生的收縮變形。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)而言， 它不僅具有質(zhì)量輕強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)， 同時(shí)又有運(yùn)輸施工方便、較好的塑性等優(yōu)點(diǎn)。所以鋼結(jié)構(gòu)在當(dāng)代社會(huì)中的建筑行業(yè)中起到了越來(lái)越大的作用。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)所需要的焊接工作量極大，所以說(shuō)很難控制在焊接過(guò)程中所產(chǎn)生的收縮變形量，如果收縮變形過(guò)多就會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生影響。如何在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過(guò)程中控制好收縮變形量是一個(gè)重要的課題。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接精確度的保證，需要從施工設(shè)計(jì)、焊接計(jì)量到焊接檢查等每個(gè)環(huán)節(jié)的認(rèn)真、高質(zhì)量完成。在鋼結(jié)構(gòu)焊接成因分析的基礎(chǔ)上，要做好對(duì)成因性質(zhì)的分析，從導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)焊接變形成因的根源，來(lái)有效的控制焊接變形的產(chǎn)生。本文在分析鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)單的闡述了提高焊接質(zhì)量、減小焊接變形的幾種常用方法，希望焊接工作者可以在實(shí)踐工作中總結(jié)出有意義的焊接方法， 不斷的提供鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。在大多數(shù)的情況下，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)暮附庸?jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)措施和技術(shù)措施，可以有效地控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形，以達(dá)到確保工程質(zhì)量的目的。但由于材料、結(jié)構(gòu)以及焊接施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素的復(fù)雜多變，還應(yīng)該在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累焊接經(jīng)驗(yàn)，提高控制焊接應(yīng)力和焊接變形技術(shù)水平。

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