钢结构焊接中存在的问题及处理方法

钢结构焊接中存在的问题及处理方法

发表时间：2019-04-26T14:40:52.267Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：田波[导读] 摘要：钢结构需保证较好的力学性能及加工性能，钢材性能的主要衡量指标包括断面收缩率、屈服强度、屈强比、可焊性、延伸性及抗拉强度等。

大庆油田中油电能热电一公司热机检修部黑龙江大庆市 163000摘要：钢结构需保证较好的力学性能及加工性能，钢材性能的主要衡量指标包括断面收缩率、屈服强度、屈强比、可焊性、延伸性及抗拉强度等。为保证结构高度安全及可靠性能，需选用综合性能较好的钢材，但依据相关标准，钢材强度的提升会伴随碳当量的增加，进而导致钢材的焊接难度加大。基于此，本文主要对钢结构焊接中存在的问题及处理方法进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供

一定的参考。

关键词：钢结构，焊接；问题；处理方法引言

钢结构焊接是焊接重要方面之一，在机械加工行业有着很广泛的用途。钢结构工件焊接过程中的问题严重影响了焊件的加工质量。因此，需加强钢结构焊接问题与处理方法的研究。 1钢结构焊接中存在的问题 1.1钢结构焊接的变形程度超标

在焊接的过程中，难免会有变形的情况出现。常见的有纵向、横向收缩和角变形、扭曲变形、弯曲变形等。通常来讲，出现焊接变形常常意味着存在着受力不均的状况。变形对于焊接的危害性是显而易见的。它不但会影响到钢结构的正常造型、正常尺寸，而且还有可能造成焊接质量下降，使钢结构在承载能力上不能满足要求。比如，焊接变形会导致钢柱端板或H型钢粱的平面翘曲。这样，在拼接端头板的环节，常常由于接触面缺乏紧贴性，使构件的受力陡能出现下降。更由于金属的弱可逆陡，如果出现变形的情况，则需大量的时间成本和材料成率才能够修复。一旦变形过于严重，钢结构甚至只能报废。

1.2出现残余应力和残余变形

在进行钢结构施工时，因焊接温度很难保持恒定，再加上免不了要纠正焊接变形的情况，会给构件带来一定的残余应力。此外，框架对构件产生的约束，也会一定程度上带来残余应力和残余变形的情况。这种情况尽管并不会直接给结构的塑性极限强度带来破坏，但能够破坏构件的刚度，造成构件的弹性极限承载力下降。同时残余变形还会造成框架的二阶效应更加严重。

1.3工件侧弯

（l）构件组未搭设平台，基准面出现侧弯，焊接后产生弯曲。2）构件节点间隙不均，焊接后收缩向间隙大的一侧弯曲。（3）组焊与焊接工艺顺序不当，或强行组装，焊接后还存在较大残余应力或焊后放置不平、支点太少、或位置不正确而产生弯曲。（4）运输、堆放、越吊点不当，导致工件向一侧弯曲。

1.4焊缝开裂

1）焊件的含碳量过高或硫、磷成分过高及分布不均匀。（2）焊条质量差或采用与母材强度、性能相差悬殊的焊条焊接，造成强度不够被拉裂。（3）定位点焊数量太少或零件本身存在较大误差，组装不上，采取强制变形不定位、焊接造成应力过大将焊缝拉裂。（4）刚度大的构件焊接范围顺序和方向选用不当。（5）厚度大的焊件未进行预热或在低温下焊接使焊缝冷脆。（6）由于结构本身构造或存在缺口，引起严重应力集中。（7）构件焊接后受到强烈的冲击振动。 2钢结构焊接处理方法 2.1控制和解决焊接变形问题的技术措施

在进行钢结构焊接施工时，其中非常关键的工序是控制焊接的变形，这种变形是由于焊接过程中的温度变化非线性形成的刚性变形或者塑性变形，焊接变形会严重影响焊接头的抗疲劳强度和韧性，使其抗腐蚀的性能降低。为了尽量避免焊接变形，应当采取以下措施：1）对焊接的坡口进行合理布置，从而减少焊接变形；2）对焊接的工序进行合理安排，尽量避免出现应力集中；3）在进行角焊缝焊接时，应采取相应的反变形措施，如针对对称构件，采用同步对称焊接技术；4）选取合适的焊接材料、采取合适的焊接工艺，从而减小焊接应力。使用低温焊接技术对钢结构进行焊接时，由于预热温度不同，导致不同部位的焊接强度也小相同，尤其是在进行厚板的焊接时，较低的温度会极大地影响钢板的各项强度指标，这是因为钢材在低温条件下，其硬度很低，极容易产生脆化。因此，在采用低温焊接时，应当注意环境温度对焊接的影响。

2.2选择正确的焊接工艺形式、材料和工序

在焊接接头坡口形式的选择上，为了使电弧能够充分深入焊透至焊缝的根部，需要在接头开一个坡口，在选择坡口的形状时，应选择易加工的坡口形式，并且保证焊缝能被完全焊透，从而达到降低焊接成本和减少焊后变形可能性的效果。在选择焊接用材料时，应当充分考虑到母材的具体化学成分、物理力学性能、接头的形式等因素。如果没有正确选用焊接用材料，就会很容易使焊缝的过渡区产生脆裂现象。因此，进行超低温焊接时，应在保证设计强度的前提下，尽量选用低氢碱性或者钛钙型的焊条，因为其屈服强度比较低、冲击韧性比较好；同时对焊条进行预加热，从而提升焊条的抗疲劳强度。

2.3加强工件侧弯处理

（l）构件组装应在找平的钢平台上进行，焊接前挂通线检查。（2）构件节点间隙应保持均匀一致，按工艺设计焊接顺序焊接，避免不对称焊接（3）工件运输堆放、起吊点应保持受力一致，不使侧向出现大应力造成侧弯。（4）采用火焰法在侧弯的一侧用三角加热法矫正，或辅用千斤顶顶正。

2.4构件下挠处理方法

（l）构件放线拼装时按设计规范规定的拱度值起拱。（2严格按钢结构构件制作允许偏差进行检验。发现拼装节点角度有误应及时处理。（3）在小拼过程中严格控制累计偏差。（4）屋架立拼装时，支承点、支架应经计算有足够的强度和刚度，支点处夯实。（5）已下挠的构件采取割开中间节点焊缝，按要求起拱后要重新焊接处理。 3焊接质量的有效控制

在最低预热温度的控制上可以优先采用以下方法：开展裂纹实验进行控制、通过硬度控制预热温度、依据裂纹指数及板厚拘束度等进行确定、依据热输入以及钢材特性冷却时间等实现精准控制。为实现对焊接质量的精准控制，可采用控制热输入以及冷却速度、控制焊缝元素的质量百分比、应力与变形控制等。此外，低温焊接时，应注意尽量选取氢含量较低的焊接材料并进行保温处理，焊接过程中避免热损失，焊接质量的控制方面，通过采用合理的预热和层间温度、采用合理的焊接方法、焊接后保温等措施来完成。对于厚钢板也应采取合理坡口类型、预热及层间温度以及保温等关键措施防止由于焊接而产生的裂纹及形变量。高强钢的焊接需充分考虑钢材质的强化机理，并依据指标要求进行高效合理的钢材及焊材的选用，并选择合适的焊接工艺，以有效指导生产过程，同时应采取各类措施防止冷裂及接头弱化等现象的发生，完成高质量的焊接过程。

结束语

综上所述，焊接作为钢结构构件加工的基本方法，在行业中用途十分广泛，正确的操作方法是保证工件质量的前提。因此，必须在现有研究的基础上，理论联系实际，不断摸索、总结，进步熟悉和掌握焊接操作要点提高焊接水平。