白樹生

摘要：作為鋼結(jié)構(gòu)連接以及制作的重點(diǎn)技術(shù)，焊接已經(jīng)被十分廣泛的使用在了鋼結(jié)構(gòu)的裝設(shè)以及制作工藝的當(dāng)中。但是，在焊接當(dāng)中所帶來的變形問題不但會對于鋼結(jié)構(gòu)的使用功能以及外觀帶來不好的影響，更嚴(yán)重的還會引起焊件的廢棄，進(jìn)而給企業(yè)帶來十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。尤其是在大型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接施工過程當(dāng)中，該問題體現(xiàn)的非常顯著。基于上述問題，一定要對與焊接變形所產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并且采用相應(yīng)的解決對策，對建筑焊接變形量開展有效的控制，確保鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，減少企業(yè)的生產(chǎn)投入。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 焊接變形 施工技術(shù)

—、引言

建筑工程當(dāng)中的一些零部件假如出現(xiàn)了焊接技術(shù)變形的話，就將會對于建筑的總體質(zhì)量帶來比較大的影響，并且這些零部件所承擔(dān)的荷載也將會比規(guī)定值降低不少，或許還會出現(xiàn)不可預(yù)知的危險(xiǎn)。只有對于建筑的每一個(gè)構(gòu)件開展整體上的分析，對于不相同的焊接變形狀況開展詳盡的分析與研究。并且盡可能的給出一些解決的對策，這樣一來才可以確保整體工程的質(zhì)量，提升整體企業(yè)的生產(chǎn)效率，與此同時(shí)也可以帶來很多能夠借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的概論與分析

鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件重點(diǎn)包含栓接、焊接以及鉚接等比較可靠的連接方式，焊接技術(shù)已經(jīng)被非常廣泛的使用在鋼結(jié)構(gòu)的裝設(shè)以及制造過程當(dāng)中，更多的還是使用在構(gòu)件的制造過程當(dāng)中。焊接技術(shù)作為鋼結(jié)構(gòu)制作過程當(dāng)中非常重要的連接技術(shù)，其還是會存在很多的缺陷，特別是存在著焊接變形的問題。一方面來說，在焊接的過程當(dāng)中會出現(xiàn)高溫，在冷卻之后將會帶來一定的收縮應(yīng)力；從另一方面來說，受熱不均勻以及溫度收縮將會帶來鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形變，進(jìn)而影響到鋼結(jié)構(gòu)的外觀以及具體性能。

在焊接過程當(dāng)中焊縫及其周圍的部分會因?yàn)槭軣岢霈F(xiàn)膨脹，而周圍的低溫部分又會限制其產(chǎn)生膨脹，這樣一來，在焊接的區(qū)域當(dāng)中就會出現(xiàn)變形以及收縮應(yīng)力。進(jìn)而帶來不同程度的縱向以及橫向收縮變形。這就是引起多種焊接變形的重要原因。鋼結(jié)構(gòu)焊接在冷卻到常溫條件之下，焊接的焊縫以及周圍位置的拉應(yīng)力沒有跟母材的壓應(yīng)力實(shí)現(xiàn)很好的平衡.這樣一來就會造成構(gòu)件自身出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力。在殘余應(yīng)力的作用效果之下，焊件就將會出現(xiàn)多種形式的變形，通常來說構(gòu)件變形主要可以劃分成兩種狀況：整體變形以及局部變形，整體變形重點(diǎn)包含翹曲變形以及縱向收縮變形；局部變形重點(diǎn)包含扭曲變形、角變形以及波浪變形。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接過程當(dāng)中變形的影響因素分析

1.焊接位置的設(shè)立：焊縫需要沿著焊件開展對稱的分布以及設(shè)立，否則的話將會出現(xiàn)彎曲變形；

2.構(gòu)件的剛度：焊件在焊接之后。焊縫將會帶來縱向收縮變形以及橫向收縮變形進(jìn)而產(chǎn)生拉應(yīng)力，針對剛度比較大的焊件來說，在拉應(yīng)力的效果下所引起的變形非常小，但是剛度比較小的焊接構(gòu)件在拉應(yīng)力的作用之下將會產(chǎn)生非常大的變形。

3.拼裝以及施焊的具體流程：科學(xué)合理的拼裝流程以及施焊流程進(jìn)行良好的協(xié)調(diào)配合，可以非常好的限制焊件的變形。針對長焊縫來說，需要采取跳焊法、分段退焊以及多人對稱焊等方法，需要首先對于收縮量比較大的焊縫開展焊接，并且需要預(yù)留出焊接的收縮余量，亦或是通過反變形法開展合理的控制；

4原材以及拼裝的質(zhì)量：原材料以及拼裝也將會對于焊接形變帶來一定程度的影響。舉例來說，如果拼裝的間隔太大，焊縫所產(chǎn)生的橫向收縮也會相應(yīng)變大：

5.焊接方法：在采取定位焊的焊接方式時(shí)候其預(yù)熱的溫度需要大于正式焊的預(yù)熱溫度大約20-50℃。其質(zhì)量要求跟正式焊要求相同：

6.工藝參數(shù)：在眾多的焊接參數(shù)當(dāng)中，焊接線能量跟焊接變形量成正比例關(guān)系，如果焊接線能量越大那么在焊接過程當(dāng)中所引起的塑性變形區(qū)域就會越大，在焊接之后的焊接變形就會越大，相反就會越?。?/p>

7.焊接之后的消除應(yīng)力處理：可以通過加熱退火開展消除應(yīng)力處理，如果僅僅是為了保持結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定，可以采用振動(dòng)法來除去應(yīng)力：

8.焊接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)：方便焊工開展操作，降低焊接所引起的收縮應(yīng)力以及構(gòu)件的尺寸，減少收縮應(yīng)力不夠勻稱的狀況，更為關(guān)鍵的就是能夠防止應(yīng)力集中。

四、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形防治

（一）焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)

1.對于焊縫的數(shù)目以及大小開展控制。如果鋼結(jié)構(gòu)的焊縫尺寸比較大而且數(shù)目較多，在焊接過程當(dāng)中所輸入的熱量也會相應(yīng)增加，引起的焊接變形也會更為明顯。所以，在開展鋼結(jié)構(gòu)焊接構(gòu)造設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，需要想辦法控制好焊縫的數(shù)目以及尺寸，盡量降低焊接所引起的變形。

2_結(jié)合具體的焊接工藝選取科學(xué)合理的焊縫坡口尺寸以及形狀。焊縫坡口的形成以及尺寸的選取要能夠保證鋼結(jié)構(gòu)總體的承載水平?？茖W(xué)的坡口尺寸以及形狀，可以通過降低截面積，進(jìn)而降低焊接所引起的變形。

3.焊接節(jié)點(diǎn)的部位需要處在構(gòu)件界面的對稱位置她焊接構(gòu)件中性軸焊接的具體位置需要盡量在構(gòu)件界面中性軸所對稱的部位，或者是盡可能的靠近中性軸。與此同時(shí)需要防止處在高應(yīng)力區(qū)域。

4.針對節(jié)點(diǎn)形式的選取，應(yīng)該選取剛性比較小的節(jié)點(diǎn)形式。節(jié)點(diǎn)不能夠設(shè)立在三向以及雙向交叉位置，這樣一來就可以防止因?yàn)楹缚p集中而引起的高溫以及焊縫的應(yīng)力集中，進(jìn)而有效的降低焊接變形。

（二）工藝措施

1.組裝和焊接順序

鋼結(jié)構(gòu)的制造以及裝設(shè)需要在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面之上開展。該種平臺需要保證所承受重力的能力足夠強(qiáng)大。不會產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)以及沉降的情況，進(jìn)而符合構(gòu)件裝設(shè)的具體規(guī)定。在對于小型構(gòu)件開展焊接的時(shí)候可以一次性完成，就是在焊接結(jié)束位置固定好之后，采用合理的焊接順序來進(jìn)行裝設(shè)。但是大型的鋼結(jié)構(gòu)在裝設(shè)與焊接過程當(dāng)中應(yīng)該先把小的構(gòu)件焊接完成，然后再開展最終的裝設(shè)以及焊接工作。在開展部件裝設(shè)的時(shí)候，為了避免在裝設(shè)當(dāng)中產(chǎn)生不必要的變形以及應(yīng)力，需要保證零部件符合構(gòu)件所要求的尺寸、形狀以及樣板，并且在開展裝設(shè)的過程當(dāng)中不可以出現(xiàn)較大外力的強(qiáng)行裝設(shè)，這樣能夠避免零構(gòu)件較大約束力以及過度焊接應(yīng)力所引起的變形。除此之外，在裝設(shè)以及焊接過程當(dāng)中需要保證焊接接頭的熱量保持均勻，盡可能的消除應(yīng)力并且降低變形；焊縫需要實(shí)現(xiàn)坡口角度、T型貼角、搭接長度以及對接間隙等尺寸沒有偏差，并且其大小以及類型需要跟構(gòu)件的設(shè)計(jì)以及焊接規(guī)范相符合。

2.反變形

因?yàn)樵诶鋮s的過程當(dāng)中焊縫會出現(xiàn)收縮反應(yīng)，結(jié)果就會導(dǎo)致其減小了構(gòu)件在焊接之后的尺寸。對于這一問題，為了補(bǔ)償熱脹冷縮所引起的變形，在對大型鋼構(gòu)件開展焊接的過程當(dāng)中經(jīng)常使用反變形的措施。反變形就是在開展焊接之前讓構(gòu)件提前產(chǎn)生變形，應(yīng)該使得變形的方向跟焊接引起變形的變形量大致相同、方向要相反。比如，為了避免工字鋼粱上蓋板與下蓋板的焊接角出現(xiàn)變形，可以在焊接之前使用折邊機(jī)或者是油壓機(jī)在反方向提前壓彎蓋板。

3.焊件夾具

大型的鋼構(gòu)件在焊接接頭的時(shí)候每個(gè)零件以及工件在焊接應(yīng)力以及自身重力的作用之下，想要很好的固定其位置是很難的。因此，每個(gè)焊接的零件以及工件不但需要使用焊接平臺進(jìn)行位置固定，還應(yīng)該使用焊件夾具進(jìn)行更為牢固的夾緊，進(jìn)而避免工件出現(xiàn)變形。

結(jié)語：綜上所述，焊接變形對于建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量帶來了不良的影響。為了更好的避免焊接變形，一定要對于焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造開展合理的設(shè)計(jì)，提升焊接技術(shù)的質(zhì)量，強(qiáng)化對于焊接施工的有效管理，使用科學(xué)的對策來對于焊接變形開展控制，這對于確保建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、提升施工效率具備關(guān)鍵的意義。通常情況下，通過選取科學(xué)的焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)對策以及技術(shù)對策，能夠很好的控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保證施工質(zhì)量的目的。但是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、焊接施工場地環(huán)境以及材料等多種因素的影響，還需要在具體實(shí)踐當(dāng)中持續(xù)積累以及總結(jié)焊接經(jīng)驗(yàn)，提升控制焊接變形技術(shù)以及焊接應(yīng)力水平。