解析鋼結構件制作焊接變形的控制

楊志剛

摘 要：在鋼結構的制作過程中，焊接屬于是一種主要的連接方法，但是在具體應用的過程中，由于焊接所產生的變形問題，對于結構的質量也產生了一定程度的影響，如何根據焊接變形的規律性內容防止不良的制作問題，是工作人員面臨的重要內容。本文通過對鋼結構件制作焊接變形的控制方法進行探究，希望能夠起到參考的作用。

關鍵詞：鋼結構件；焊接變形；控制分析

焊接變形往往會降低焊接的整體質量，甚至是影響下一道的施工工序，在對變形問題進行校正和消除的過程中，可能會耗費較多的物資和實踐，并且面臨一些難以補救的情況，甚至不得不對材料進行報廢。所以，針對鋼結構制作工作，相關人員需要根據實際的理論內容，并利用相關的技術經驗，與焊工之間展開密切的配合，這樣才能進一步防范焊接變形問題，將其控制在合理的范圍之內。

1.焊接變形的影響因素分析

1.1結構因素的影響

在對鋼結構件進行制作的過程中，焊接結構的設計對于焊接變形問題有著極為關鍵的影響，同時也是一項最為復雜的因素。在工作原則上，是隨著拘束度的增加，焊接參與應力也會隨之增加，這樣整個焊接變形的內容就會隨之降低。如果拘束度出現較大的變化，那么鋼結構件焊接變形的分析控制工作，就會產生較大的難度。所以，在結構設計的過程中，應該針對構件板的實際厚度，以及加強板、筋板的數量、位置等內容做出必要的優化，這樣才能有效控制焊接變形的問題。

1.2材料因素的影響

對于焊接變形的控制問題，材料所帶來的影響不僅僅來自于焊接材料本身，同時和母材也有一定的關系。材料自身的力學性能、熱物理性能，都會導致鋼結構件的焊接帶來一定的變形影響。力學性能所帶來的變形影響比較復雜，其中熱膨脹系數的內容較為明顯，隨著熱膨脹系數的增加，焊接的變形量也會隨之增加；而熱物理性能參數的影響主要體現在熱傳導系數上，熱傳導的系數越低、溫度梯度越大，那么焊接變形的情況也就會越明顯。同一種材料，在高溫區的屈服極限、彈性模量會隨著溫度的變化而變化，這一點也需要在焊接工作中給高度的重視。

1.3工藝因素的影響

針對焊接變形問題，其中焊接工藝內容所帶來的影響也不容小覷，在對鋼結構件進行焊接的時候，在焊接方法、焊接熱輸入量、構件的固定、焊接的順序，以及相關夾具的使用等內容，都可能會導致鋼構件出現不同的形變問題。在各類工藝因素中，焊接順序的設定，對焊接變形問題造成的影響最為顯著。在一般的工作情況下，對焊接順序進行改變，可以對殘余應力的分布情況進行改善，優化鋼結構件的應力狀態，盡量降低焊接形變問題。

2.焊接變形的控制方法

2.1大型鋼板拼接梁的制作

在調查中發現，大型鋼板的拼接梁，大都是拼焊成工字梁型的結構，形狀一般比較長，所以在工作中，應該對其長度方向上出現的扭曲變形問題給予足夠的重視，如果這類鋼結構件出現變形問題，那么所帶來的負面影響比較大，為了確保工作質量，相關人員在制作工序上，要進行較為嚴格的把關。

首先，在下料階段，大型鋼板梁的拼板，多數利用數控火焰進行切割下料，在操作過程中，割線的溫度高達1500℃，而割線以外的溫度為室溫狀態，所以就產生了較大的溫差，在這種情況下，比較容易出現彎曲的問題，。所以工作人員在下料的過程中，不妨將板料放置在下料的平臺上，然后尋找出板材的正確位置，對其執行預熱工作，此舉可以防止切割過程中板材發生不同程度的變形問題。與此同時，還應該在恰當的時間進行共邊切割等操作，這樣的操作也可以減少變形。

其次，在組裝的過程中，應該先對電焊機的電流、電壓參數進行調校，并及時清理焊接平臺上的熔渣和飛濺物。點焊完成之后，可以利用寬座角尺來對工件的垂直度進行測量，如果發現不垂直的問題，那么可以利用榔頭進行校正，并進行相應的加固處理。緊接著，需要按照圖紙內容對工件進行組焊的操作，為了確保兩個不同型號的工件可以具有盡可能理想的垂直狀態，在組焊之前，可以利用直角尺在兩個型號不同的工件上繪制互相垂直的兩條直線，后期按照對齊直線的方法進行電焊操作，并利用榔頭進行校正和加固。

在大型鋼板的拼接梁制作過程中，工字梁焊接工作至關重要，在執行中，工作人員應該對焊縫的位置展開有效的區分，按照三視圖的標準，在其主視圖上標字母，并按照正確的順序進行焊接。焊接的時候，要以相同的方法來焊接焊縫，這樣各處焊接形變都能夠保持在允許的范圍之內。

2.2不帶加強筋工字梁焊接變形分析

在對工字梁進行制作的過程中，可能會出現局部變形、彎曲變形等方面的問題，工作人員應該根據實際情況，展開具有針對性的預防工作。

局部變形的內容主要表現在翼板上的角變形，其原因就是在焊縫的處理工作上存在著不當行為，且不同的焊縫接頭，其角變形的特點也存在不同之處。在處理過程中，應該采取剛性固定的方法，對焊接板的剛度進行優化，對于那些具有特殊要求的工字梁焊接工作，可以利用反變形的手段，根據行業標準，預留出足夠的反變形量。像借助液壓千斤頂進行反變形操作的時候，可以按照數據進行正確的處理，適當的反變形，可以有效防止角變形問題的出現。彎曲變形主要是在完成焊接后，鋼結構件實際中心線與設計中心線發生了偏離，并產生了一定程度的撓度。彎曲變形有焊縫橫向收縮和縱向收縮這兩種，所以在焊接的過程中，應該對鋼結構件的剛度進行增強，并引入規范性較高的焊接手段，確定出一套完善的裝配順序，這樣既能夠增加焊接的剛性，同時也可以減輕鋼結構件的彎曲變形問題。

當然，有一點是不能忽視的，在完成焊接工作之后，必須要進行相應的檢驗工作。檢驗的內容可以從兩方面入手：一是根據檢驗項的內容入手，對焊縫的外觀，以及其內部質量進行檢查；二是按照有關的標準，對焊縫外觀進行全面化的分析。

結語

總而言之，防止焊接變形的方法較為多樣，從工藝方面入手，既能夠達到理想化的焊接變形控制目的，同時還可以有效降低投入成本。隨著焊接技術的不斷發展，相關人員務必要按照工藝內容進行嚴格化的施工，控制變形問題的產生。

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