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【摘要】对于钢结构而言,它不仅具有质量轻、强度高的优点,同时也有运输施工方便、塑性较好等优点,所以钢结构在现代社会的建筑行业中起到了越来越大的作用.由于钢结构所需要的焊接工作量极大,所以很难控制在焊接过程中所产生的收缩变形量,然而如果收缩变形过多就会对钢结构的质量产生影响,因此如何在钢结构的焊接过程中控制好收缩变形量就是一个重要的课题.

【关键词】钢结构；焊接；变形

钢结构制造过程中,焊接变形是不可避免的,只能采取有效的方法、措施控制焊接变形,并对超出公差要求的焊接变形进行矫正,从而既满足钢结构质量要求,又满足经济性要求.

一、影响焊接变形的因素

（1）焊接方法.钢结构的焊接连接通常采用手工弧焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊等焊接方法.因这些焊接方法输入的热量不同,引起的焊接残余变形量也不同.（2）焊接条件.预热和回火处理,以及环境温度等对钢材冷却呈温度梯度的影响因素.（3）焊接顺序.对于一个立体的结构,先焊的部件对后焊的部件将产生不同程度的约束,其焊接变形也不同.为防止扭曲变形,应采用对称施焊顺序.（4）接头形式.钢结构接头通常有对接接头、T型接头、十字接头、角接头、搭接接头和拼接板接头.一般采用对接焊缝和角焊缝,包括板厚、焊缝尺寸、坡口形式及其根部间隙、熔透或不熔透等.即构成焊缝断面面积及冷却速度的各项因素.

二、焊接变形产生的原因

（1）构件焊接后产生的纵横向收缩变形.构件焊接后在焊缝方面上的收缩变形,称为纵向收缩变形,而垂直于焊缝方向的收缩变形称为横向收缩变形.主要是因为焊接时,高温区金属的膨胀受低温金属阻碍,产生塑性变形所造成.（2）角变形.钢板V型坡口对接焊后发生的角变形,是由于焊缝截面形状上下不对称,引起焊缝的横向缩短上下不均匀.X型坡口的对接头,当焊接顺序不合理,造成正反两条焊缝的横向缩短不相等时,也会产生角变形.（3）焊接材料不同,钢结构焊接之后因热胀冷缩也会产生不同程度的变形,通常而言,焊接材料线膨胀系数更大,则钢结构焊接变形的程度也相对较大.例如,采用铝材进行焊接,其变形几率较碳钢材料而言更大.

三、焊接变形的预防对策

1.设计方面

在进行焊接设计时为了有效控制相应变形情况,应该尽量选择适合的焊接形式以及恰当的焊缝尺寸,并最大限度地避免出现不必要的焊缝,与此同时,还应该合理地进行焊接位置的有效安排,从设计的角度出发将焊接变形控制在一定范围内.连接是钢结构中的重要环节,连接的承载能力必须不小于钢件的承载力,也就是说,焊缝与钢件强度要相当.对于不同功能的焊缝要区别对待,受力焊缝是主要承受传力的焊缝,强度要高；缀连焊缝主要起连接作用,它的应力可忽略不计,不过抗裂能力和延展性能要求较高,因此强度可适当减小,韧性适当提高.从尺寸上说,焊缝的尺寸不宜过大.因为过大的尺寸增加了焊接变形,也增大了工作量.所以,在保证强度的前提下,应尽量减小焊缝尺寸.对于T型接头,以使用开坡口焊接接头为宜.优化焊缝的布局,可以减少变形,主要注意以下几点：焊缝布置要对称,焊缝长度要减小,焊缝布局不宜过分密集,对于互相平行的焊缝要保证距离,最后,要结合情况采用不同的坡口.

2.施工预防措施

在施工过程中可采取多种措施预防焊接变形.首先,做好焊接的准备工作：①焊接之前,防止风、雨、雪等因素对焊接后冷却的影响,譬如快速冷却产生层状裂缝,做好温度变化的焊接作业准备工作.②对坡口等进行焊前全面检查,清理坡口的锈蚀和污物等,为焊接提供较为干净的环境.③如果焊接的环境温度较低,要进行预热,利用温度仪监控加热的温度,保证焊接的受热均匀.第二,合理地选择焊接方法和规范.从影响焊接变形的因素的叙述中可以知道,选用焊接线能量较低的焊接方法和规范参数,可以有效地防止焊接变形,如采用CO2焊代替手工电弧焊,采用多层焊的方式降低焊接参数来降低线能量.第三,合理选择焊接顺序.焊接顺序并非可以任意选择,特别是对于焊缝较多的构件的焊接,合理选择焊接顺序,能够有效减少焊接变形

焊接变形有关论文范文数据库,可以使多次焊接的变形相互抵消.经验丰富的焊工在长期焊接作业中积累了丰富的经验,对于焊接顺序的把握更科学,所以焊接的质量相对更好.如在焊接T形构件时,横纵焊缝相互交叉,应选择间断焊接法——先焊接横线焊缝,并在交叉处断开一些,再焊接纵向焊缝,最后在补焊横向焊缝交叉处剩余部分,这样,预留部分的焊接可以补偿纵向焊接时引起的变形,达到更好的效果.焊接构件的内部焊缝较多时,应按照从中间到两边的焊接顺序,先焊构件中间的焊缝,最后焊两端焊缝,折抵焊缝周围的约束引起的形变.第四,焊件夹具的运用.大型结构件在焊接接头时各个工件和零件在自重和焊接应力的作用下,要想使其位置固定是比较困难的.所以,每件焊接工件和零件除了要用焊接平台固定位置外,还需要用到焊件夹具有效地夹紧,以便防止工件发生变形.第五,注重接头形式的影响.焊接接头形式有很多种,常见的有堆焊、对接焊和角焊,在其他因素相同的情况下,不同的接头形式对变形量有不同的影响.（1）表面堆焊时,构件的横向变形不但要受到母材表面两个方向的约束,而且同时受到板厚方向母材的约束,其变形量相对较小.（2）对接接头在单层焊道的情况下,其焊缝横向收缩量要比堆焊时产生的变形量大.在单面坡口焊且坡口较大时,板厚方向上、下两侧收缩量差别很大,因而会产生较大的角变形.双面焊时,因为坡口角度和间隙都较小,产生的横向收缩和角变形量也较小.（3）T形接头角焊时,构件的翼缘板相当于堆焊,腹板则相当于对接,如采用两面坡口角对接,则其角变形值比T形接头角焊时小得多.

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3.做好焊接前,焊接中,焊接后各项检测控制

在焊接前需要准确测量构件的中心线、长度、标高等.在焊接过程中,需要采用合理的焊接手段及顺序,随时观察焊接质量,如若发现焊接质量问题,应该及时的采取补救措施.焊接工作完成后,要对构件进行再次测量确认,保证焊接工作的质量.最后是焊接后的处理措施.钢结构焊接完成后,要用各种检查工具对焊接情况进行检查,譬如利用放大镜检查焊接的表面是否存在气孔、夹渣等可能致使裂纹的问题.一方面,要做好保温措施,在钢结构焊接检查之后,对焊缝进行后温处理,后温处理可使用功率比较大的烤枪沿着焊缝中间部位两侧进行均匀加热,温度控制250℃,范围控制在中间部位两端的150mm之内,时间控制在20min左右.后温处理过程中,要用石棉布扎进处理部位,再密闭焊接防护棚,尤其是温度较低的气候条件下,就能有效避免骤然冷却而变形的问题,在整体恢复常温之后再撤去防护棚.整个后温和保温流程要利用测温仪进行辅助控制.另一方面是对焊接节点超深比例20%的无损检测,以便及时发现焊缝的缺陷.尤其是比较重要的承力节点,需进行时间一个月左右跟踪复测,防止钢板的撕裂变形.