关于钢结构焊接变形的控制

关于钢结构焊接变形的控制

随着建筑市场的升级，建筑住宅产业化也逐渐纳入建筑市场的管理当中。钢结构的应用由单一门式钢架结构向高层钢结构框架发展。而高层住宅的钢结构制作加工精度需要更高，因此,就需要我们制作加工企业将先进的加工工艺应用到实际的操作当中。从而优质高效的完成构件的加工任务。而焊接成型控制，便成了整个工序中的重中之重。

整个钢结构的工序过程可分为以下几个步骤:号料→切割→组立→埋弧→矫正→拼装→抛丸→防腐;在工序步骤中有三个环节极为重要,那就是:埋弧→矫正→拼装;钢结构的加工制作过程中，板材焊接是局部加热过程，对整个构件而言,构件上的温度分布极不均匀，焊缝区域的板材属高温熔接，温度高达几百到上千度°,后逐渐冷却，再降至常温。这期间是钢构件变形的发生时段:工件在加热过程中,由于内应力逐渐释放而产生变形; 工件在保温过程中,已自重塌陷变形为主,即塌陷弯曲;产生变形; 工件在冷却过程中,由于不均匀冷却和组织转变而至变形。由于结构工件的温差变化极不均匀，各处的膨胀和收缩变形相应明显。这种变形不一致导致了各处材料的相互约束，这样就产生了焊接应力和变形。而焊接应力和变形不仅仅影响结构尺寸和外形美观，而且有可能改变结构的承载能力。这需要我们深入分析焊接结构中应力与应变产生的原因及其规律，从而找到防止或减小焊接应力与变形的措施。

在钢构件的加工制作中，为了减少焊接应力与应变，一是设计合理的焊接接头，二是选用的焊接材料及工艺。而常用的焊接工艺措施有：

反变形法，刚性固定法，散热法，锤击法，选择合理的焊接顺序等。

1、反变形法

反变形法是按照事先估计好的焊接变形的大小和方向，在装配时预加一个相反的变形，使其与焊接产生的变形相互抵消。例如钢板的对接，如果将两块钢板的接头放在同一平面上施焊，焊后必会产生角变形。此时必须平板方可达到使用要求。但如果在焊前将钢板接头处垫起，使两块板接头成一定的角度，且使这个角度与焊接产生的变形相同，这样焊后正好使板平直。减少了平板工序。而变形角度的大小与板厚、坡口形式、焊接方法、焊接电流输入大小等因素相关。这需要我们在生产中不断总结经验，制定出合理化参数。

2、刚性固定法

刚性固定法是将焊件固定在有足够刚性的胎夹具上，或是临时装焊支撑，以增加构件的刚度来减小焊接变形。例如在焊接钢梁的法兰板时，由于是在法兰板的单侧施焊，焊接表面与背面的熔敷量不同，板厚方向温度变化也不同，造成板面失稳而发生角变形。若是将两个法兰背对背用夹具夹紧，约束其在焊接时产生的变形，就可达到加工精度。

选择合理的焊接顺序

在装配焊时，由于焊缝位置对于所组成的构件截面中性轴的位置是

不同的，因此，同一焊缝不同的焊接顺序所产生的焊接变形也是不同的。例如围子山温室大棚项目，为大跨度管桁架结构，总跨度近30米。焊接接头多，接头形式复杂，且全为手工操作。因此，就工程项目而言，制定合理的焊接工艺，好的工艺，事半功倍；反之，事倍功半；为减小相应的应力变形，焊后变形在我们的预控范围之内。该工程的施焊流程是：四名焊工同时采用“分中对称焊法”进行焊接。这样既减小了焊接变形，又防止焊后产生下挠。又如对长焊缝的焊接，宜采用分段退步焊法或多人对称焊法。所谓分段退步焊法是指从焊缝的尾部开始，用分段的方法，逐步向焊缝的头部方向焊接。由于它的每段焊缝都比较短，且头尾相接，因此产生的温度要远远低于连续焊缝，且应力分布也比较均匀。从而达到减小构件变形和避免焊接裂纹的产生的效果。

伴随着科技的发展，将会有更多新材料、新工艺应用到钢结构当中。我们要不断学习新知识、新技术，并在实践中总结经验。我相信，不久的将来，钢结构的发展会大放异彩！