浅谈钢结构的焊接变形防范与控制

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1、浅谈钢结构的焊接变形防范与控制摘要：为了解决钢结构焊接变形所引起的钢结构变形，我对常见的焊接变形原因进行了分析归纳，总结出线形、角形、弯曲形、扭转形及波浪形五种变形方式，并对这五种变形产生的原因进行了分析探究，从而对如何减少焊接变形作了方方而而地介绍，巫耍的是采取有效措施对已变形的焊接构件进行矫」E,以此将焊接变形带来的危害降到最低程度，增大经济效益。关键词：钢结构；焊接变形；防范；控制；钢结构焊接过程是高温加热过程，焊缝熔池金属熔点处温度最高，而熔池周用金属湿度由熔点递减，直到达到室温。焊接高温金属受热膨胀，因金属膨胀受到周围低温金属的阻碍，无法口由膨胀，形成塑性变形。

2、在焊后冷却过程中，塑性收缩金加，又受到其周围金属的阻碍,无法自由收缩，从而使整体构件产生一定的收缩，形成焊接变形。一焊接变形的种类钢结构经过焊接加工后，都会发生一定的形状改变，钢结构焊接变形的儿种棊木形式为：1线性变形(1)纵向变形：是焊缝纵向收缩引起的；(2)横向变形：是焊缝横向收缩引起的。2角变形贴角焊缝上层焊虽犬，收缩屋也大，因此介变形主要是焊缝在其高度方向横向收缩不均匀引起的。3弯曲变形对J•字型截面，焊缝收缩对重心有偏心距，因而使截面向上弯llll，所以弯Illi变形是偏心焊缝的纵向收缩引起的。4扭转变形原因较复朵，主耍是焊缝纵向收缩不均匀引起的。二焊接变形产生

3、的原因焊接变形产生的主要原因是山于焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀加热，以及随后的不均匀冷却作用和结构木身或外加的钢性拘束作用，通过力、温度和组织等因索的变化，从而在焊接接头区产生不均匀的缩性变形，焊缝的纵向和横向缩短是引起各种复杂变形的根木原因。1结构刚度刚度就是结构抵抗拉伸和弯曲变形的能力，它主要取决于结构的截而形状及其尺寸人小。如工字型截面和桁架的纵向变形，主要取决于横截面面积和弦杆截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形状截面的弯曲变形，主要取决于截面的抗弯刚度。2焊缝位置和数量在钢结构刚性不大时，焊缝在结构中对称布置，施焊程序合理，则只产生线性缩短；当焊缝布置不

4、对称时，则述会产生弯曲变形；焊缝截面重心与接头截而重心在同一位置上时，只要施焊程序合理，则只产生线缩短；当焊缝截面重心偏离接头截面重心时，则还会产生角变形。3焊接工艺炸接电流大，焊条直径粗，焊接速度慢，都会造成焊接变形大；自动焊接的变形较小，但炸接厚钢板时，自动焊比手工焊的焊接变形稍大；多层焊时，笫一层焊缝收缩量最人，第二、三层焊缝的收缩量则分別为第一层的20%和5%〜10%,层数越多焊接变形也越大；断续焊缝比连续焊缝的收缩量小；对接焊缝的横向收缩比纵向收缩大2倍~4倍；悍接次序不当或未先焊好分部构件，然后总拼装焊接，都易产住较大的焊接变形。所以在施工时耍制定合理的施工工

5、艺措施。三控制焊接变形的措施控制焊接变形的措施可归结为设计方血、施工方血的预防措施及焊接变形矫正措施。在设计方面町采川选择合理的焊缝尺寸和型式尽可能减少不必要的焊缝和合理安排焊接位置等设计手段來实现。这里不再赘述，下面主要叙述施工方面的预防措施及焊后变形矫正措施。1施工预防措施：在施工过程中可采取多种扌岀施预防焊接变形，主要可归纳为反变形法、刚性固定法、合理选择焊接方法和规范、选择合理的装配焊接顺序等。(1)反变形法：所谓反变形法就是在构件施焊前，确定其焊接变形的大小和方向，焊后使构件达到设计耍求。如采用夹具施加与焊接变形相反的作用力的方法，与焊接变形相抵消，以达到防止变

6、形的目的。⑵刚性固定法：所谓刚性固定法就是在没冇采取反变形的情况下，将构件固定增加焊件刚度，限制焊接变形。按变形相反方向，用夹具或点焊方式将焊件固定，从而限制焊接变形。焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹貝固定构件，增加刚性后，再进行焊接，这样焊接中的加热和冷却的收缩变形被固定夹具等外力所限制，但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢，不适应屮碳钢和可焊性更井的钢材，因为焊接应力常使焊件产生裂纹。(1)合理地选样焊接方法和规范：从影响焊接变形的因素的叙述中可以知道，选用焊接线能量较低的焊接方法和规范参数，可以有效地防止焊接变形，如釆用CO2焊代替手工电弧焊,采用

7、多层焊的方式降低焊接参数來降低线能量。(2)选择合理的装配焊接顺序：这种方式就是使物件在焊接过程屮，通过合理的装配焊接顺序，使焊接变形能够互相抵消，从而达到降低变形的目的。如对于工字梁的焊接，可采用先拼焊再按的顺序施焊可人大降低焊接变形。2焊后矫正焊接变形的方法构件发生弯曲和扭曲变形的程度超过现行钢结构规范和设计要求时，必须进行矫正。变形矫正的方法有：机械矫正法、火焰矫正法和混合矫正法。施工时，可以根据实际情况合理选川,娇正吋要遵守以下原则：先总体，后局部；先主要，后次要；先下部，后上部；先主件，后副件。M中机械与火焰矫正法分