淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

趙素美

摘要：建筑的一些零部件如果發(fā)生了焊接技術(shù)變形的話，可能會對建筑的整體質(zhì)量造成一定的影響，而且這些零部件所承受的重量也會比正常值少很多，可能會發(fā)生危險。只有對建筑的每一個構(gòu)件進行一系列的分析，針對不同的焊接變形情況進行詳細考察，并且盡量提出一些解決的辦法，才能夠保證整個工程的質(zhì)量，提高整個企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時也能夠提供一些可借鑒的經(jīng)驗。本文探討了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施。

關(guān)鍵詞：建筑；鋼結(jié)構(gòu)；焊接變形；控制措施

1建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的主要原因

1.1溫度控制不當

溫度控制不當是鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的重要原因之一，溫度達到金屬熔點或是更高的情況下，不同金屬膨脹程度會不同。此時，整個鋼結(jié)構(gòu)看起來就很不協(xié)調(diào)，也就是發(fā)生了變形。此外，一種金屬達到熔點并膨脹后，金屬本身溫度會很高，引起周圍金屬的膨脹，最終造成焊接變形。

1.2焊接順序不合理和不恰當?shù)暮附臃椒?/p>

鋼結(jié)構(gòu)各個部位焊接順序都是不同的，由此也會造成鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生焊接變形。鋼結(jié)構(gòu)焊縫的不同位置有著不同的承載力，應(yīng)優(yōu)先焊接承載力較小鋼結(jié)構(gòu)部位，若是構(gòu)件重量比較大，降回必然造成鋼結(jié)構(gòu)扭曲，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)焊接變形。

1.3材料因素

不同的材料有著不同的熔點。相同溫度下不同材料自身膨脹度不同。膨脹度過大或過小都會造成鋼結(jié)構(gòu)焊接變形，從而影響鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量。

1.4焊縫位置選擇不當

鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)必然存在焊縫，安排焊縫在不同位置，鋼結(jié)構(gòu)焊接變形程度不一。焊接過程中，鋼結(jié)構(gòu)重力針對不同承載力金屬壓力效果相同。選擇合理縱焊縫位置，能夠十分有效地控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的發(fā)生。

1.5鋼性及焊接變形程度的差異

在同樣的承載力下。剛性大的鋼結(jié)構(gòu)變形較小，剛性小的鋼結(jié)構(gòu)變形較大。因此，鋼結(jié)構(gòu)剛性在焊接變形中是最大的影響因素。施工人員選取剛性大的鋼結(jié)構(gòu)來承載較大重力，選擇剛性小的鋼結(jié)構(gòu)來承載較小重力，很好地防止了鋼結(jié)構(gòu)焊接中出現(xiàn)變形。

2建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

2.1焊接手法的選擇

首先，要正確的選擇焊接工藝：①在鋼結(jié)構(gòu)組裝的時候要盡可能的將可以組裝的零件組裝起來，再進行焊接，以此降低彈性變形或者整體鋼結(jié)構(gòu)的剛性；②在對稱的截面要采取對稱焊接的方式；③對于不對稱的截面，要先操作焊接點比較少的一面，這樣的話另外一面的焊接產(chǎn)生的應(yīng)力可以抵消掉之前焊接產(chǎn)生的應(yīng)力；④遇到焊縫比較長的鋼結(jié)構(gòu)的時候，在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)之下，可以進行分段性的焊接工作，同理也是抵消掉焊接產(chǎn)生的應(yīng)力。

其次，在焊接的時候有幾種方式可以有效的控制變形：①焊接的時候可以使用反變形法進行焊接，也就是在焊接的方向可以和組裝的方向相反，這樣產(chǎn)生的應(yīng)力也會抵消些；②通過剛性固定的方式加以固定；③對于不對稱的部位進行熱平衡法進行焊接，使用熱平衡法的時候可以先對彎曲度比較小的位置進行焊接，其具體的操作是在焊接的時候要確保火焰加熱的方向是焊縫相對的區(qū)域，此方法對于加熱參數(shù)值的要求比較高，人為操作的時候一般無法正確的掌握，因此需要依靠計算機精準計算。

2.2鋼結(jié)構(gòu)對稱施焊

建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎主要是焊接過程中的金屬變形而引起的鋼結(jié)構(gòu)扭曲。目前，控制建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的主要措施是分層施焊工藝與多次翻轉(zhuǎn)對稱施焊，即在建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼架屋架樣板上，經(jīng)過拼裝，安接一面鋼屋架，同時將鋼屋架的角鋼與連接鋼板進行長主焊接設(shè)計。其中焊接過程中的焊縫層要求在1/2～1/3 時進行翻身，與另一面的鋼屋架進行拼裝，焊接尺寸嚴格按照標準要求完成后，再進行一次翻身，進行另一面的焊縫焊接，使之焊接過程完全符合標準要求。這種焊接方法使得焊接過程中的變形相互抵消，進而達到建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的控制目的。

2.3控制預(yù)熱和層面間溫度

采用適當?shù)暮盖邦A(yù)熱，并嚴格控制焊接層間溫度，可使焊縫受熱及冷卻均勻，避免因受熱或冷卻不均而出現(xiàn)的塑形變形。預(yù)熱區(qū)在焊道兩側(cè)，每側(cè)寬度均大于焊件厚度的1.5倍以上，且≥ 100mm；預(yù)熱溫度控制在50℃以上。焊接過程中嚴格控制層面間溫度，對于普通鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)小于250℃，而針對鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝，施工者應(yīng)該按照層間溫度不低于50℃預(yù)熱溫度且不超過150℃為精心控制。

2.4建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的控制

建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎主要是焊接過程中的金屬變形而引起的鋼結(jié)構(gòu)扭曲。目前，控制建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的主要措施是多次側(cè)身與分層施焊工藝，即在建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼架屋架樣板上，經(jīng)過拼裝，安接一面鋼屋架，同時將鋼屋架的角鋼與連接鋼板進行長主焊接設(shè)計。其中焊接過程中的焊縫層要求在1/2～1/3 時進行翻身，與另一面的鋼屋架進行拼裝，焊接尺寸嚴格按照標準要求完成后，再進行一次翻身，進行另一面的焊縫焊接，使之焊接過程完全符合標準要求。這種焊接方法使得焊接過程中的變形相互抵消，進而達到建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的控制目的。

2.5采用焊后火焰矯正法與機械矯正法進行變形控制

建筑鋼在焊接完成后，可通過焊后火焰矯正法與機械矯正法進行變形控制。在火焰矯正法控制時，應(yīng)采用背冷的方法，在一面焊縫與另一面焊縫之間進行火焰加熱，并在加熱的過程中進行噴水，達到變形的建筑鋼結(jié)構(gòu)矯正的目的。

2.6避免焊后開裂

焊后開裂問題對于鋼結(jié)構(gòu)焊接來說是非常致命的，為了提高焊件質(zhì)量，首先就應(yīng)該加強對于鋼結(jié)構(gòu)焊件的質(zhì)量檢查工作，第一時間將存在焊后開裂風險的焊件截流，在車間內(nèi)部進行修復(fù)，避免其流向下一道程序。其次，目前很多焊件焊后開裂的發(fā)生都是因為焊接操作者沒有按照既定的流程操作，焊接不規(guī)范等現(xiàn)象廣泛存在。因此，焊接車間的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和各組組長一定要做好對焊接員工的工作監(jiān)督，提高對他們操作工藝的要求，必要的時候要進行相應(yīng)指導(dǎo)。比如在對大型鋼結(jié)構(gòu)工件進行焊接的時候，不要一味的使用大電流進行拉焊，必要時還應(yīng)該使用小電流進行補充，避免工件因為熱應(yīng)力而產(chǎn)生崩裂現(xiàn)象。另一方面，在焊接過程中如果發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域沒有焊透，應(yīng)該及時的進行補救操作，同時也應(yīng)該在補救過程直播那個避免工件出現(xiàn)變形和彎曲。最后，鋼結(jié)構(gòu)的焊接一定要遵循設(shè)計之中所注明的焊接順序，按照既定順序進行焊接操作，從而保證鋼結(jié)構(gòu)工件焊接過程的科學(xué)合理性，增強焊接本身的穩(wěn)定性。

總之，焊接的變形會對整個建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些非常嚴重的影響，為了避免這種狀況，必須要提升整個焊接工程的制造工藝，采取一些方法和預(yù)防措施保證焊接符合國家相關(guān)規(guī)定。在實際的操作中，要注意總結(jié)發(fā)生的問題，不斷提高施工人員在實踐中的能力。

參考文獻：

[1]岳艷紅.對建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的探討[J].綠色環(huán)保建材.2017（06）.

（作者單位：濰坊泰來鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司）