金屬結構件組裝及焊接變形控制

沙全柏（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

金屬結構件組裝及焊接變形控制

沙全柏
（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

摘要：金屬結構件是一種用金屬原料做的工藝，包含框架結構的和箱型結構兩種形式。金屬結構件的組裝既需要焊接技術的支持，也需要生產技術的支撐。本文中主要介紹了在組裝金屬結構件的過程中影響變形與應力的重要因素，并且針對在焊接過程中所遇到的問題，提出了相應的解決辦法，從而完善了金屬結構件的組裝與焊接變形控制。

關鍵詞：金屬結構件；組裝；焊接；變形控制

金屬結構件是一種用金屬原料做的工藝，包含框架結構的和箱型結構兩種形式。在生產這種結構件的時候，基本上都是首先利用焊接的技術對零部件進行鎖定，在此之后組裝各個部件，但是同時在生產的過程中因為焊接的應力可能造成金屬結構件的變形，對其穩定性、精細度等產品性能都會造成很嚴重的影響，另外，這種焊接應力也會對金屬結構件的形狀、強度等造成影響，這樣就會加大生產過后的產品矯正工作，浪費人力、物力、財力。面對這種現實情況，對金屬結構件組裝及焊接進行變形控制非常重要。

一、金屬結構件的組裝過程

金屬結構件的組裝主要包括三道工序。分別是下料、彎折、組裝。下面我們逐一分析下這三道工序。首先，我們看金屬結構件的下料，金屬結構件的下料是生產過程中的開始，也是最基礎的工作，因此下料質量的好壞直接影響到后面工作進行的順利與否，因為下料所要打造的金屬結構件種類很多，尺寸也不一，因此在進行下料工作的時候要注意下料的尺寸與形狀是否和金屬結構件相符，不要浪費也不要不夠；其次，看一下金屬結構件的彎折，之所以要進行彎折環節主要是因為適應金屬結構件蓋板的長度需求，彎折的部分主要是兩端，同時還要保證兩端的長度相同。我們一般使用火或者油這兩種物質進行彎折；最后，就是金屬結構件的組裝，我們應該注意的是組裝的時候應該按照金屬結構件所給出的圖紙、組裝要求等來開展工作，將兩邊的坡口割開，注意清理割渣，然后依據要求進行組裝工作即可。

二、出現焊接應力和焊接變形的原因分析

（一）結構件出現焊接應力的原因分析

首先我們需要明確一個問題，那就是焊接應力主要有三個作用方向，分別是橫向、縱向與厚度。下面我們詳細分析一下這三個方向的作用力。橫向應力是與焊縫軸成90°角的垂直應力，縱向應力是與焊縫軸平行的應力。而金屬結構件出現各方面應力的主要原因就是由于受熱的不均勻，因為焊接金屬結構件的時候，焊接處的溫度會比周圍的溫度高，這樣金屬結構件的焊接處就會受熱膨脹，導致體積的變化，從而導致了金屬結構件的變形。在此變形的過程中，離焊接處比較近的地方主要是受熱力的影響，而最近的地方是受到了壓力的影響。圖1展示的便是出現焊接變形的情況。

（二）結構件出現焊接應力的原因分析

在這部分的分析中，我們還是應該明確金屬結構件的變形有局部與整體變形之分。局部變形，顧名思義就是在焊接過程中出現的局部性的變形，這類型的變形可以很容易矯正，而整體變形是與局部變形相對應的，指的是在結構件的焊接過程，整個結構發生了變化，在一般情況中整體變形這種比較嚴重的狀況是不會出現的。

三、減少焊接過程中焊接應力與焊接變形的方法

（一）確定合理的焊接次序

在同樣的焊接結構中，不同的金屬結構件焊接次序能夠對焊接應力與焊接變形產生不同的影響，因此要減少焊接過程中的焊接應力與焊接變形，需要確定合理的焊接次序。而具體的焊接次序的確定可以依據下面幾個原則。其一，先焊接收縮嚴重的焊縫，后焊接收縮不嚴重的焊縫，這是因為越先焊接的阻力越小；其二，運用對稱焊接技術，這是因為對稱焊接大大減少了二次變形的可能，也避免了不均勻受熱情況的發生，從而能夠有效得控制金屬結構件的整體，不會出現整體變形的情況；其三，要對結構比較大的金屬結構件

圖1 底板彎折示意圖分段退焊，這樣做的目的是確保受熱均勻，減少變形的情況出現。

（二）選擇合理的焊接方向

長度較長的結構件在焊接中受到比較大的應力，其中中段受到的應力最大。如果直接進行焊接的話容易導致金屬結構件的整體變形或者局部變形，因為這樣的話每個方向的受熱是不均勻的，因此要讓橫向與縱向焊接能夠自由收縮。

（三）盡可能使焊縫的尺寸和數量減少

我們在進行金屬結構件的焊接時，需要使得焊縫之間保持合適的距離，不能讓其集中在一起，但是如果需要焊接的金屬結構件的尺寸很小的時候，要盡量的減少焊縫的數量，因為焊縫越多就越有可能造成金屬結構件的局部或者整體變形。

結語

通過以上對金屬結構件焊接情況的分析，我們要注意按照其特點，采用相應合理的辦法對金屬結構件進行焊接，從而減少焊接過程的有可能出現的局部或者整體變形。

參考文獻

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中圖分類號：TG404

文獻標識碼：A