淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

文/關(guān)貴府，身份證號(hào): 130531198509182917

淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

文/關(guān)貴府，身份證號(hào): 130531198509182917

隨著我國(guó)建筑業(yè)和工業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)焊接的應(yīng)用也越來(lái)越深入。特別是鋼結(jié)構(gòu)焊接本身具有強(qiáng)度高、材料輕便等各方面的優(yōu)勢(shì)，使得其應(yīng)用范圍非常廣泛，對(duì)焊接施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

建筑鋼結(jié)構(gòu)；焊接變形；控制措施

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)定義

改革開(kāi)放之后我國(guó)工業(yè)發(fā)展受到?jīng)_擊，各領(lǐng)域得以發(fā)展，尤其是最近幾年科技發(fā)展迅速，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)得以體現(xiàn)出來(lái)，被普遍運(yùn)用起來(lái)，例如所知的鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)、水立方、杭州灣跨海大橋等。這些領(lǐng)先的建筑充分的表現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)，受到世界各國(guó)的關(guān)注。焊接技術(shù)的提高帶動(dòng)了建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，尤其是人們的使用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，焊接技術(shù)的高低直接影響著工程的質(zhì)量和外形美上，分析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的原因尤為的重要，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益特別有意義。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制方式

2.1 焊接點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)

在焊接的時(shí)候焊接點(diǎn)的選擇尤為重要：①對(duì)于高應(yīng)力的區(qū)域要盡量的避免焊接，要知道這部分地區(qū)相對(duì)來(lái)說(shuō)承受的壓力比較大，在焊接的時(shí)候特別容易發(fā)生變形，有的時(shí)候還會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)的斷裂；②在焊接的時(shí)候要進(jìn)了能的確保焊縫部分和截面的對(duì)稱，以此來(lái)降低焊接變形；③在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮到零件的整體性，不需要焊接的位置盡量不要焊接，或者需要焊接的位置盡可能的縮小范圍。

2.2 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(shí)候要盡可能的將可以組裝的零件組裝起來(lái)，在進(jìn)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(duì)稱的截面要采取對(duì)稱焊接的方式；③對(duì)于不對(duì)稱的截面，要先操作焊接點(diǎn)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(zhǎng)的鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候，在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)之下，可以進(jìn)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(shí)候有幾種方式可以有效的控制變形：①焊接的時(shí)候可以使用反變形法進(jìn)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(huì)抵消點(diǎn)；②通過(guò)剛性固定的方式加以固定；③對(duì)于不對(duì)稱的部位進(jìn)行熱平衡法進(jìn)行焊接，使用熱平衡法的時(shí)候可以先對(duì)彎曲度比較小的位置進(jìn)行焊接，其具體的操作是在焊接的時(shí)候要確保火焰加熱的方向是焊縫相對(duì)的區(qū)域，此方法對(duì)于加熱參數(shù)值的要求比較高，人為操作的時(shí)候一般無(wú)法正確的掌握，因此需要依靠計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)計(jì)算。

3 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制技術(shù)要點(diǎn)

3.1 選擇焊接材料

焊接車間在選購(gòu)材料的時(shí)候就應(yīng)該充分的對(duì)鋼材性能進(jìn)行充分的調(diào)研和分析，結(jié)合焊接工件成品最終的性能要求來(lái)選擇合適的材料，而不應(yīng)該為了節(jié)省施工成本而選擇那些劣質(zhì)和廉價(jià)的材料。

3.2 選擇焊接技術(shù)

(1)反變形法焊接技術(shù)。目前，焊接工件因?yàn)槭軣崾湛s變形通常都會(huì)向著焊接一側(cè)收縮。這個(gè)時(shí)候?yàn)榱吮苊獬霈F(xiàn)變形，就可以在放置焊接工件的時(shí)候，先向外彎曲一定角度，先給出一些變形余量。比如焊接90°的工件的時(shí)候，可以先將工件擺放為92°～95°，焊接收縮以后工件就會(huì)回到90°的位置。但這種方法適合那些精度要求不高的焊接工件，并且還要在焊接完成以后適當(dāng)?shù)恼{(diào)整其角度。(2)剛性固定法焊接技術(shù)。剛性固定法焊接工藝指的是將焊接工件緊緊固定，利用外力防止其變形。為了避免工件受到熱應(yīng)力和剛性力的破壞，在焊接的時(shí)候應(yīng)該先進(jìn)行點(diǎn)焊，點(diǎn)焊完成以后再進(jìn)行拉焊。上述這兩種方法都能夠有效的解決焊接變形問(wèn)題，但在焊接過(guò)程中還應(yīng)該注意過(guò)程檢測(cè)。即在鋼結(jié)構(gòu)焊接全過(guò)程中，及時(shí)的測(cè)量關(guān)鍵性參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)因?yàn)楹附舆^(guò)程產(chǎn)生偏差，就應(yīng)該立即進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，避免工件焊接完成以后與預(yù)期相差過(guò)大而產(chǎn)生報(bào)廢。

3.3 優(yōu)化焊接過(guò)程

在焊接施工過(guò)程中，應(yīng)該盡可能的避免兩個(gè)焊接工件出現(xiàn)厚度差異過(guò)大的現(xiàn)象，焊接材料盡可能的選擇一致，給鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程提供優(yōu)良的初始條件。在鋼結(jié)構(gòu)焊接之前，不僅要進(jìn)行必要的預(yù)熱，還應(yīng)該進(jìn)行焊接預(yù)實(shí)驗(yàn)，即調(diào)整好電流電壓以后，現(xiàn)在閑置材料上進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)工作，確保無(wú)誤以后在進(jìn)行焊件焊接，避免初始電流過(guò)大直接穿透材料。如果鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程出現(xiàn)了裂縫，那么焊接員工應(yīng)該立刻停止焊接過(guò)程，并檢查焊接點(diǎn)的位置有沒(méi)有出現(xiàn)偏差。經(jīng)過(guò)必要調(diào)整以后，繼續(xù)進(jìn)行焊接工作，并補(bǔ)全之前的裂縫。

3.4 加強(qiáng)焊接溫度控制

在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制焊接溫度，能有效避免產(chǎn)生焊接變形，比如，在對(duì)一個(gè)焊縫處的金屬進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)該盡量避免對(duì)周邊金屬造成影響。焊接施工完成后，應(yīng)該及時(shí)采取有效措施進(jìn)行降溫，避免金屬余溫對(duì)周邊金屬造成不良影響。除此以外，如果焊接施工順序安排不當(dāng)，也會(huì)造成焊接變形，因此還需要結(jié)合工程實(shí)際需要合理安排焊接順序，比如，施工人員要消除撓曲變形，可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行上下焊接或者對(duì)角焊接。

3.5 消除殘余變形

在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過(guò)程中，造成結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的因素有很多，包括溫度、重力、鋼結(jié)構(gòu)材料、承載力等等，另外，焊接施工環(huán)境以及焊接施工工藝也會(huì)對(duì)焊接變形造成一定的影響，因此，在焊接施工過(guò)程中，必須積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并采取有效的預(yù)防措施。加熱矯正引起的應(yīng)力會(huì)與焊接應(yīng)力疊加，同向應(yīng)力疊加甚至可能會(huì)使構(gòu)件的總應(yīng)力超過(guò)允許應(yīng)力，從而導(dǎo)致構(gòu)件承載力增大引起結(jié)構(gòu)破壞。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊接變形，有一部分可以在焊接施工過(guò)程中有效避免，而另外一部分則可以在施工過(guò)程中進(jìn)行有效控制，提高焊接生產(chǎn)效率，保證工程施工質(zhì)量，而這就要求在鋼結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中合理選擇施工工藝，盡量避免構(gòu)件發(fā)生形變。

4 結(jié)論

綜上所述，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中，焊接變形和焊接應(yīng)力的控制，要結(jié)合實(shí)際情況，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、鋼結(jié)構(gòu)的受力情況、焊接工藝的選擇等具體參數(shù)，結(jié)合有效的焊接措施見(jiàn)效焊接變形以及殘余應(yīng)力的影響，保證鋼結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

[1]尹士科．焊接材料實(shí)用基礎(chǔ)知識(shí)[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015．

[2]牛傳波,張彥平,陳小華,等．鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制分析[J]．建材發(fā)展導(dǎo)向（下半月）,2014,(9):43-43．