钢结构变形的预防和矫正

钢结构变形的预防和矫正

我叫张林:是中石机电钢结构分公司的职工,写这篇文章对我个的技术总结.

制作中预防钢结构件变形的措施:

防止钢结构件变形的措施可以以图纸设计和制作工艺两个方面来解决。

1、设计措施

（1）合理地选择焊缝的尺寸和形式，焊缝的尺寸直接关系焊接的工作量和焊接变形的大小。焊缝的尺寸过大，不但焊接量大，而且焊接变形也大，固此在保证钢结构件承载能力的条件下设计时应尽量采用较小的焊接尺寸。

（2）尽可能减少不必要的焊缝，在钢结构件中应该力求焊缝数量少，避免不必要的焊缝。在设计焊接钢结构件时，一般是用加强助来提高钢结构件的稳定性和刚性，反而不经济，因为这样做不但增加了制作的工作量，而且往往是钢结构件焊接后产生很大的变形。从而增加了矫正的工作量，如果适当地增加板厚，减少加强且，即使钢结构件的重量稍重还是比较经济。

（3）合理安排焊缝的位置；在设计安排焊缝时，应尽可能使焊缝对称于载面的中性轴，或者使焊缝接近中性轴。

2、工艺措施（也就是方法）

（1）构件夹固法；

为了防止一些中小型构件的焊接变形，我通常先将工作用钢性较好

的夹具固定，然后再进行焊接。这样工作在高温带冷却过程中产生的收缩变形被夹具强制克服，此方法对一些塑性较好的低碳钢特别适用，因为在焊缝近在发生一些塑变形，对低碳钢的机械强度影响不大。不过这种言谈举止示适用于高强度钢板的焊接，因为为限制文治武功，应力反而增大，这样做就容易我行我素裂缝。

例如，30吨以下的桥式起重机上的小车。用构件夹固法来防止变形其效果就很好。

30吨以下的桥式起重机（也称行车）的小车是由6mm或8 mm 的钢板组成復试箱体的钢结构件，它的焊接面单一（保在一个方面施焊，焊接后收缩力也在一个方面）。焊接量大，其变形量也就大了，采用了构件夹固法后其很好的克服了焊接过程中高温带焊接冷却后我行我素的收缩变形，从而使钢结构件达到了技术要求确保了产品质量。（2）反变形法，

在制作一些中板长型钢结构件中，必须采用反变形法来控制焊接变形，首先判定焊件在冷却后会产生变形的方向和大小，然后在焊接前冷焊件以大小相等，方向相反的变形，来抵消构件由于焊接反引起的变形。这种方法是人为控制的，如果掌握得好，其效果会很好，产品也就符合技术要求。这种反变形，可以讲是塑性反变形，也可以是弹性反变形。

例如图工字0的制作，在装配前结算出焊接变形的大小和方向，在装配时给予构件一个相反的方向的变形，使其与焊接变形相抵消。

组装时（焊前）焊后

（3）选择合理的装配焊接顺序：

不同的装配焊接顺序会产生不同的焊接变形。在构件制造施焊过程中，正桷的装配和焊接顺序是相当重要的，优其是在施焊过程中要分清00备件先焊哪里，后焊哪里，总这要使焊件受00均匀，冷却也要均匀，这样就减少了变形和产生较大的应力：

例如所示：

如上图所示的焊接00是由两根槽钢，若干隔板和盖板组成的，槽钢与盖板间用角焊缝1来联接，隔板与盖板及槽钢间分别用角焊缝2和3来联接。对于这个构件的制作施工可以采用三种不同的装配和施焊方案。

（1）先反隔板与槽钢装配在一起，然后焊接角焊缝了，由于焊缝了的大部分在槽钢中性轴以下，焊缝的横向收缩产生了上挠度十三。再将盖板与槽板加隔板装配起来，焊接焊缝1由于焊缝1位于构件断

面中轴以下，焊缝1的纵向收缩引起上挠充十，最后焊接焊缝2，由于焊缝2也位于断面中生轴以下，焊缝2的横向收缩引起上挠充十二。最后合成构件的变形，其数值为00000000。

（2）先将槽钢与盖板装配在一起，焊接焊缝1，由于焊缝1在构件中断面中生轴以下，它的纵向收缩引起构件产生上挠充十一，。再装配隔板，焊接焊缝2焊缝2的横向收缩引起上挠度十二，最后焊接焊缝了，此时由于槽钢与盖板已形成一个整体，其中性轴从槽钢的本身中心向下移，使焊缝3大部分处于中性轴上，因此焊缝3的横向收缩引起构件下挠，其数值为00000。焊后构件的合成挠度为000000

（3）先将隔板与盖板装配起来，焊接焊缝2，焊接时，盖板下于自由状态，只能产生横向收缩和角变形。若同时采用钢性固定法将盖板固定在平台上，其角变形可以控制的，由于盖板12有和槽钢连接，因此焊接焊缝2时的收缩并不线起构件上挠，即00000000然后装配槽钢，焊接焊缝1引起上挠充000。再焊接焊缝顺序引起的焊接变形完全不同，第一种方法的挠曲变形最大，第二种方法小于第一种，而第三种方法又小于第二种，也就是第三种的变形量最小，首先在于反焊缝2的焊接安排在盖板与槽钢的焊接之前，这样就使焊缝2可以自由收缩，使它的槽向收缩不致于加到具有较大钢度的槽钢和盖板的组合体上去，其次，把焊缝3的焊接安排在槽钢与盖板组成整体之后，这时槽钢和盖板组合体的断面中生轴下移，使得焊缝3的中心和断面中性轴的相对位置较第一方案起了变化，结果产生了与焊缝1引起的挠度方向相反的下挠度，部分的抵消了焊缝1

引起的上挠度，减少了构件的整体变形。

钢结构件变形的矫正

矫正就是对00000焊件在制造过程中发生变形而不符合技术要求或超出制造公差的部位进行一定的加工，使其发生一定程度的反变形，从而达到技术要求所规定的正确几何尺寸。

其原理是利用金属的塑性，通过外力或局部加热的作用迫使0000000焊结构件钢材变形的紧缩区域内较短的纤维伸长，或使疏松区域内较长的纤维缩短，最后使钢材各层纤维的长度趋近相等而平直，其实质是通过对钢材变形的反变形来达到矫正铆焊结构件的目的。

矫正的方法可分为手工矫正、机械矫正、火焰矫正等几种，手工矫正即由人工使用简单的工具由人为进行矫正的方法。机械矫正即借助各种矫直机，压力机等机械行星达到目的方法，火焰矫正即用火焰加热变形部位，利用热胀冷缩的原理使结构件中产生反变形的方法。但往往有的钢结构件变形复杂，有时单独一种方法无法奏效，这就要求要用多种方法同时采用才能解决问题。

例如手工矫正和机械矫正000008mm的钢板对接焊缝，

钢板在焊接过程中通过移动高温电弧加热，焊缝和焊缝附近的金属温度得过且过高，其余大部分金属不受热。受热金属膨胀，周围不受热金属不膨胀，相当于钢性固定，于是，受热金属的膨胀受到阻碍和抵制，产生了压缩变形。而焊完冷却后，焊缝和焊缝附近的金属因收约收缩而变短。却不受到周围未受热的金属的限制，就产生了内应力，以致产生变形。

手工矫正的工序是用平重和大重搞打焊缝让其收缩的部倍伸展从而