焊接变形概括及其减少措施

焊接变形概括及其减少措施焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。

焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。

减少焊接应力与变形的工艺措施主要有：一、预留收缩变形量根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。

二、反变形法根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊焊接件变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。

三、刚性固定法焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。

此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。

四、选择合理的焊接顺序尽量使焊缝自由收缩。

焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。

如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形合理的装配和焊接顺序。

具体如下：1）先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；2）焊缝较长的焊件可以采用分中对称焊法、跳焊法，分段逐步退焊法。

交替焊法；3）焊件焊接时要先将所焊接的焊缝都点固后，再统一焊接。

能够提高焊接焊件的刚度，点焊固定后在进行焊接，其将增加焊接结构的刚度的部件先焊，使结构具有抵抗变形的足够刚度；4）具有对称焊缝的焊件最好成双的对称焊接使各焊道引起的变形相互抵消；5）焊件焊缝不对称时要先焊接焊缝少的一侧。

；6）采用对称与中和轴的焊接和由中间向两侧焊接都有利于抵抗焊接变形。

7）在焊接结构中，当钢板拼接时，同时存在着横向的端接焊缝和纵向的边接焊缝。

应该先焊接端接焊缝再焊接边接焊缝。

8）在焊接箱体时，同时存在着对接和角接焊缝时，首先尽量焊接对接焊缝，然后焊接角焊缝。

9）十字接头和丁字接头焊接时，应该正确采取焊接顺序，避免焊接应力集中，以保证焊缝获得良好的焊接质量。

对称与中轴的焊缝，应由内向外进行对称焊接。

10）焊接操作时，减少焊接时的热输入，（如：降低电流、加快焊接速度、）。

10-1）焊接操作时，减少熔敷金属量（焊接时采用小坡口、减少焊缝宽度、焊接角焊时减少焊缝尺寸）。

10-2)逐步退焊法，常用于较短裂纹的焊缝。

施焊前把焊缝分成适当的小段，标明次序，进行后退焊补。

焊缝边缘区段的焊补，从裂纹的终端向中心方向进行，其它各区段接首尾相接的方法进行五、锤击焊缝法在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形。

六、加热“减应区”法1）焊接前，在焊接部位附近区域(称减应区)进行加热使之伸长，焊后冷却时，与焊缝一起收缩，可有效减小焊接应力和变形。

2）焊接后，在焊接部位附近区域进行加热，同样可减少焊接应力和变形。

七、焊前预热和焊后缓冷预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从而减少焊接应力与变形。

在温差相较不大的情况下可称为冷焊。

八．合理的焊接工艺方法，采用焊接热源比较集中的焊接方法进行焊接可降低焊接变形。

如CO2气体保护焊，埋弧焊等减少焊接应力与变形的从设计方面的措施主要有：一、选用合理的焊缝尺寸和形状，在保证构件的承载能力的条件下，应尽量采用较小的焊缝尺寸；二、减少焊缝的数量，在满足质量要求的前提下，尽可能的减少焊缝的数量；三、合理安排焊缝的位置，只要结构上允许应该尽可能使焊缝对称于焊件截面的中和轴或者靠近中和轴；工艺措施：焊接过程中的一整套技术规定。

包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理。

一、合理的选择焊接方法及焊接设备。

在满足质量要求的情况下，尽量选择方便及利用率高的设备。

二、在焊接前1）合理的选择下料方式。

在条件允许的情况下，施焊比较厚的焊件时尽量选择合理的坡口。

2）反变形处理及预热。

三、在焊接中，合理的选择焊接材料及焊接参数。

特别是薄件和厚件焊接要选择合理的施焊方式及焊接顺序，防止焊接变形。

四、焊后处理，在结构件受力比较大的部位，焊后要热处理，消除应力，防止脆断等现象出现。

质量控制1 施工前的现场准备①施工单位对现场进行科学合理的布置，做好施工现场地下、地面及空中障碍物的清理工作，确保顺利施工。

②施工单位根据设计单位和规划部门提供的坐标点为依据，测得轴线和桩位.并在现场设立测量控制点。

注意加以保护，严防扰动。

③精心做好施工组织设计，确保施工组织设计符合实际工程，满足工程特殊性要求，确保施工方法科学、先进、合理。

④熟悉工程地质勘察报告，查阅以往在此地区的施工技术资料和相关参数，进一步了解各土层的变化情况。

⑤做好进场材料的检查验收，并按规定进行见证取样送检。

⑥做好现场泥浆池沟的布置、安放护筒、钻机就位等准备工作。

2 旋挖钻孔灌注桩施工工艺2.1桩位放样。

按“从整体到局部的原则”对撞击的位置进行放样，进行钻孔标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。

采用全站仪准确放样各桩点的位置，使其误差在范围要求之内。

2.2埋设护筒。

埋设钢护筒时应通过定位来控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底，再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。

同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直。

此后在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，以达到最佳密实度。

为保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落，如果护筒底层不是粘土，应挖深或换土，在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方。

夯填时更要防止钢护筒偏斜，护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。

钢护筒长度在4m以内的，应采用4-6mm的钢板制作，钢护筒长度大于4m的，采用6-8mm钢板制作。

钢护筒埋置较深时，采用多节钢护筒连接使用，采用焊接的连接形式，焊接时保证接头圆顺，同时满足刚度、强度及防漏要求。

钢护筒的内径应大于钻头的直径，具体尺寸按设计要求选用。

钢护筒的埋置深度应满足设计及有关规范要求。

应将钢护筒埋置至较坚硬密实的土层中，深度在0.5m以上，钢护筒顶高出施工水位或地下水位的1.5-2.0cm，并高出施工地面0.3cm。

在钢护筒埋设前，应先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置的偏差不大于5cm，埋设时保证钢护筒的倾斜度不大于1%，并采用较大口径的钻头，先钻至护筒底的标高位置后，提出钻斗且用钻斗将钢护筒压入到预定位置。

最后用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。

2.3旋挖钻进成孔。

钻机就位，首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示桅杆工作画面，以便随时能够对桅杆进行调垂。

使钻头对准桩位点，调整钻杆垂直度，然后启动钻机钻孔，直到设计深度。

在钻孔的同时还应观察监视并记录钻孔的地质状况。

2.4终孔后检查及清孔。

成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合格时采取措施处理。

成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可用重锤将孔内的虚土夯实，直接采用测绳及测孔器进行检测。

若孔内存在地下水，可采用泵吸反循环抽浆的方法清孔，则采用水下灌注混凝土施工的方法进行钻孔的测孔工作，清孔时合理控制泥浆的粘度与含砂率，经质量检查合格的桩孔，及时灌注混凝土。

清除孔底沉渣并使孔壁泥质、泥浆含砂量小于4%为止。

工程桩孔因有较厚的松散易坍土层，清孔后不能马上终孔，应在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后实施二次清孔作业，使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。

2.5钢筋笼安装。

清孔后钢筋笼吊入钻孔时，应保护好垫块、垫管和垫板，并不可以碰撞孔壁。

浇混凝土时应采取相应措施将其位固定。

孔内放入钢筋笼后，要在4h内浇筑混凝土。

在浇筑过程中，应做好避免钢筋笼上浮和防止泥浆污染的措施。

桩头外留的主筋插铁要妥善保护，不得任意弯折或压断。

当桩头混凝土强度没有达到5MPa时，不得碾压，以防桩头损坏。

2.6混凝土灌注。

开始灌注前，监理工程师应提请进行检查验收，待监理工程师下达开灌指令后开始灌注。

灌注过程中要用测绳对砼面上升高度进行测量，计算导管埋置深度，确定导管拆卸长度，并记录在《钻孔桩水下混凝土灌注记录》上。

施工时要严格控制埋管深度，最小埋管深度不小于2.0m，最大埋管深度不大于6.0m。

砼灌注前要充分组织好人力、物力，确保混凝土连续灌注，每根桩争取在3小时内完成。

在灌注混凝土时要匀速浇注，减小混凝土对孔壁的冲击力。

在灌注将近结束时，由质检员核对混凝土的灌注数量和桩顶灌注高度。

为保证桩顶混凝土质量，桩顶全部露出新鲜混凝土后才能提拔最后一节导管。

灌注完毕并且砼面达到要求后，应立即将孔内导管缓慢匀速拔出，避免速度太快在桩顶形成“空芯”。

3 旋挖钻孔灌浆桩施工的质量控制3.1钻孔①桩机定位时桩位必须重新测定。

要进行认真复核，做到准确无误。

②护筒内径应大于钻孔直径100mm，护筒形心与桩位中心偏差不超过50mm.埋设深度不小于1000mm。

③护筒埋设时，应将其周围用黏土填埋压实，护筒上沿口高出孔口地坪200mm，预防浸水后孔口塌陷。

④钻机就位后，将机架底部垫实使其保持稳固，控制钻杆垂直度偏差不超过1%桩长。

3.2安放钢筋①钢筋笼应经验收合格后方可安装。

重点检查钢筋的规格、型号、间距和数量、钢筋绑扎情况、钢筋笼直径和长度、钢筋焊接长度以及钢筋笼安装后的保护层厚度，是否与图纸设计的规范要求相符。

②钢筋笼在起吊、运输和安装时应采取措施防止变形，起吊点应设在加强筋部位。

③钢筋笼安装入孔时应保持垂直状态，对准孔内慢慢轻放，避免碰撞孔壁。

3.3灌注桩混凝土①材料的质量控制。

根据试验检测选用合格的材料，主要材料水泥、钢材必须有产品合格证，砂、石材料进场时都要进行检查验收，使用时仍需严格试验，以确保原材料的质量。

工地试验室严格把控砼配合比，并做好现场施工检测。

②配合比的控制。

钻孔灌注桩水下混凝土使用导管灌注，砼的配合比要随水泥的品种，砂、石规格及用水量的变化而进行调整。

为使每道工序的施工配合比都能准确无误，施工现场应选用生产量高的1000型拌合站生产混凝土混合料，此拌合站各项功能全部由电脑操作，其特点是：计量准，生产能力强，产量高，适用于混凝土用量大的结构工程，施工中各项技术指标自动控制，准确无误。

现场施工各项技术指标经试验检测全部达到规范要求，每道工序存有详细技术资料，可存档保存，各项施工原始记录齐全。

③坍落度控制。

施工现场试验员跟踪把关，在灌注混凝土中要不定时加强坍落度的控制，混凝土坍落度采用18cm-20cm为宜，在灌注混凝土过程中严格测量灌注混凝土的标高和导管的埋置深度，导管的埋深应保持在2m-4m，要保证混凝土顺利进行，当灌注至距顶点标高8m-10m时，及时调整混凝土坍落度，降低12 cm-16cm，以提高混凝土的强度，每根桩留取混凝土试件3组，做强度试验。