淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

1、<p>　　淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施</p><p>　　【摘要】本論文通過(guò)分析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的原因，提出了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形相關(guān)控制措施。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，使建筑鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)焊接設(shè)備和焊接方法提出了更高的要求，如何提升現(xiàn)有的焊接技術(shù)成了一個(gè)重要的課題。因此，分析焊接變形的各方面因素，采取適當(dāng)措施控制焊接變形，對(duì)于保證建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。 </p&g

2、t;<p>　　【關(guān)鍵詞】建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制措施 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　一、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的形式及變形因素 </p><p>　　1.焊接殘余變形按其對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)影響程度不同，可分為整體變形和局部變形; 按其特征可分為: 收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形和錯(cuò)邊

3、變形等。在這些焊接殘余變形中，角變形和波浪變形屬于結(jié)構(gòu)局部變形，其它的屬于結(jié)構(gòu)整體變形。而建筑鋼結(jié)構(gòu)最多發(fā)生的是結(jié)構(gòu)整體焊接變形。 </p><p>　　2.在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)中，只有全面分析影響焊接變形的各種因素，掌握其影響規(guī)律，才能采取合理的措施來(lái)控制建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。影響建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的因素:①鋼結(jié)構(gòu)組成的基本構(gòu)件應(yīng)完全達(dá)到該構(gòu)件的技術(shù)要求和形位公差，但有些構(gòu)件制造就沒(méi)有達(dá)到要求，形成鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件組

4、裝焊接后先天性的超差。②鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件整體組裝研配控制不嚴(yán)，如間隙過(guò)大，焊接時(shí)易引起較大的變形。③焊縫若沿構(gòu)件截面分布不對(duì)稱(chēng)，則會(huì)引起該構(gòu)件焊接時(shí)產(chǎn)生彎曲變形。④組裝焊接施工中，焊縫坡口形式，焊接次序，焊接方法，焊接規(guī)范，焊縫的位置、尺寸及數(shù)量等選擇不當(dāng)，鋼結(jié)構(gòu)的熱物理性能、自重、形狀及尺寸等不同，都會(huì)引起鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。 </p><p>　　二、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施 </p><p&

5、gt;　　1.在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①焊縫位置應(yīng)避開(kāi)高應(yīng)力區(qū): 焊縫區(qū)的應(yīng)力越大，則鋼結(jié)構(gòu)越容易產(chǎn)生焊接變形及焊縫裂紋。②焊縫位置應(yīng)對(duì)稱(chēng)于構(gòu)件截面的中性軸:焊縫位置盡可能對(duì)稱(chēng)于構(gòu)件截面的中性軸，或者盡量靠近中性軸，這對(duì)減少梁、柱等一類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)的撓曲變形有良好的效果。③盡量減少焊縫的數(shù)量、尺寸: 鋼結(jié)構(gòu)中焊縫數(shù)量越多、尺寸越大，焊接熱源對(duì)結(jié)構(gòu)的熱輸入就越大，產(chǎn)生的焊接變形也就越大。因此在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造時(shí)，應(yīng)力求

6、減少焊縫數(shù)量和尺寸。④采用剛性較小的節(jié)點(diǎn)形式，避免焊縫集中和雙向、三向相交: 這樣可減小焊縫交叉點(diǎn)處或焊縫集中處的熱量及應(yīng)力，從而減小焊接變形。⑤便于焊接操作，避免在仰焊位置施焊: 在建筑鋼結(jié)構(gòu)加工制作時(shí)，應(yīng)盡量避免將焊縫置于仰焊位置施焊，以利于操作和保證焊接質(zhì)量。無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)要求焊工掌握全位置焊接的操作技能。⑥不同的建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式，對(duì)焊縫設(shè)置: 應(yīng)有不同的要求。例如，焊接組合箱形梁、柱的縱向角焊縫，宜采用全焊透 (應(yīng)采用墊板單面

7、焊) 或部分焊透的對(duì)接與角接組合焊縫; 箱形梁與隔板的焊接，應(yīng)采用全焊透焊縫。 </p><p>　　2.不同的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及焊縫形式，采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚧胧?</p><p>　　2.1 采用合理的裝配－焊接順序:①應(yīng)將鋼結(jié)構(gòu)盡可能先裝配成整體再焊接。這樣可增大鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)的剛性，以減少變形。以工字梁為例，先整體裝配再焊接，其焊后的上拱彎曲變形，要比邊裝邊焊順序所產(chǎn)生的彎曲變形小得多。②對(duì)

8、稱(chēng)焊縫應(yīng)采用對(duì)稱(chēng)焊接法。一般先焊的焊縫由于結(jié)構(gòu)剛度較小易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。所以，對(duì)截面形狀、焊縫布置均勻?qū)ΨQ(chēng)的鋼結(jié)構(gòu)件，應(yīng)采用對(duì)稱(chēng)焊接施工。③不對(duì)稱(chēng)焊縫應(yīng)先焊縫少的一側(cè)。對(duì)于不對(duì)稱(chēng)焊縫的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)先焊焊縫少的一側(cè)，后焊焊縫多的一側(cè)。這樣可使后焊的變形足以抵消先焊一側(cè)的變形，以減少結(jié)構(gòu)總體變形。④采用不同的焊接順序控制焊接變形。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)中的長(zhǎng)焊縫，在可能的情況下將連續(xù)焊改成分段焊，并適當(dāng)?shù)馗淖兒附臃较颍墒咕植亢缚p造成的變形適當(dāng)減少或相互

9、抵消，以減少結(jié)構(gòu)總體變形。 </p><p>　　2.2 反變形: 焊前將建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配成具有與焊接變形方向相反、大小相等的預(yù)先反變形，以抵消結(jié)構(gòu)焊后形成的變形。例如，為了防止工字梁上下蓋板焊后產(chǎn)生角變形，可在焊前使用油壓機(jī)或折邊機(jī)將其蓋板預(yù)先反向壓彎(如右圖所示)。 </p><p>　　2.3 剛性固定: 是焊接時(shí)在沒(méi)有反變形的情況下，利用外加剛度約束來(lái)固定構(gòu)件，限制其焊接變形的方法。

10、例如，可采用裝焊胎卡具等增加鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)的剛度，以減小變形。 </p><p>　　2.4 熱平衡法: 對(duì)于某些焊縫不對(duì)稱(chēng)布置的建筑鋼結(jié)構(gòu)，焊后往往會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。如果在結(jié)構(gòu)上與焊縫對(duì)稱(chēng)的位置上采用氣體火焰與焊縫同步加熱，只要加熱的工藝參數(shù)選擇適當(dāng)，就可以減少或防止結(jié)構(gòu)彎曲變形。 </p><p>　　2.5 合理地選擇焊接方法和焊接工藝參數(shù)選用熱量集中、熱影響區(qū)較窄的 CO2氣體保護(hù)焊

11、、MAG 焊、等離子弧焊等焊接方法代替氣焊、焊條電弧焊，可減小建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形; 選用較小的焊接熱輸入及合適的焊接工藝參數(shù)，可減小鋼結(jié)構(gòu)受熱范圍，從而減小焊接變形。 </p><p>　　2.6 提高建筑鋼結(jié)構(gòu)板材平整度和構(gòu)件組裝精度: 對(duì)于較長(zhǎng)建筑鋼結(jié)構(gòu)的扭曲，主要靠提高鋼結(jié)構(gòu)板材平整度和構(gòu)件組裝精度，來(lái)使坡口角度和間隙準(zhǔn)確，電弧的指向?qū)χ袦?zhǔn)確，以使焊縫角變形和翼板及腹板縱向變形值與鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向一致，以減小

12、鋼結(jié)構(gòu)的扭曲變形。 </p><p>　　3.控制建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的焊接施工管理措施。要控制建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形，還必須采取以下焊接施工管理措施:①焊接人員，必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)技術(shù)培訓(xùn)，取得相應(yīng)資格證書(shū)，并應(yīng)具有一定焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，方能持證上崗。②建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接人員應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心，根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣和焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)中的規(guī)定精心組織和施焊。③建筑鋼結(jié)構(gòu)工程焊接制作與安裝單位應(yīng)具有國(guó)家認(rèn)可的企業(yè)資質(zhì)、焊接質(zhì)量管理體系、

13、符合要求的焊接方法、設(shè)備、人員等條件，以最佳的焊接質(zhì)量為建筑鋼結(jié)構(gòu)的建造做出貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　三、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　由于影響建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的因素較多，鋼結(jié)構(gòu)有時(shí)出現(xiàn)焊接變形是難以避免的。因此在建筑鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝中，焊后對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的矯正 (機(jī)械矯正或火焰矯正) 也是一種必不可少的工藝措施。綜上所述，在施工過(guò)程中一定要了

14、解焊接工藝，采用合理的焊接方法和控制措施，使建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形得到了有效地控制，達(dá)到保證工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的目的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　?。?］吳成材、劉景鳳等 《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)》 </p><p>　　［2］付榮柏《焊接變形的控制與矯正》 </p><p>　?。?］李彤