防治鋼結構建筑焊接變形的施工技術分析

白樹生

摘要：作為鋼結構連接以及制作的重點技術，焊接已經被十分廣泛的使用在了鋼結構的裝設以及制作工藝的當中。但是，在焊接當中所帶來的變形問題不但會對于鋼結構的使用功能以及外觀帶來不好的影響，更嚴重的還會引起焊件的廢棄，進而給企業帶來十分嚴重的經濟損失。尤其是在大型鋼結構構件的焊接施工過程當中，該問題體現的非常顯著。基于上述問題，一定要對與焊接變形所產生的原因進行分析，并且采用相應的解決對策，對建筑焊接變形量開展有效的控制，確保鋼結構工程的質量以及生產效率，減少企業的生產投入。

關鍵詞：鋼結構 焊接變形 施工技術

—、引言

建筑工程當中的一些零部件假如出現了焊接技術變形的話，就將會對于建筑的總體質量帶來比較大的影響，并且這些零部件所承擔的荷載也將會比規定值降低不少，或許還會出現不可預知的危險。只有對于建筑的每一個構件開展整體上的分析，對于不相同的焊接變形狀況開展詳盡的分析與研究。并且盡可能的給出一些解決的對策，這樣一來才可以確保整體工程的質量，提升整體企業的生產效率，與此同時也可以帶來很多能夠借鑒的經驗。

二、建筑鋼結構焊接變形的概論與分析

鋼結構的構件重點包含栓接、焊接以及鉚接等比較可靠的連接方式，焊接技術已經被非常廣泛的使用在鋼結構的裝設以及制造過程當中，更多的還是使用在構件的制造過程當中。焊接技術作為鋼結構制作過程當中非常重要的連接技術，其還是會存在很多的缺陷，特別是存在著焊接變形的問題。一方面來說，在焊接的過程當中會出現高溫，在冷卻之后將會帶來一定的收縮應力；從另一方面來說，受熱不均勻以及溫度收縮將會帶來鋼結構構件的形變，進而影響到鋼結構的外觀以及具體性能。

在焊接過程當中焊縫及其周圍的部分會因為受熱出現膨脹，而周圍的低溫部分又會限制其產生膨脹，這樣一來，在焊接的區域當中就會出現變形以及收縮應力。進而帶來不同程度的縱向以及橫向收縮變形。這就是引起多種焊接變形的重要原因。鋼結構焊接在冷卻到常溫條件之下，焊接的焊縫以及周圍位置的拉應力沒有跟母材的壓應力實現很好的平衡.這樣一來就會造成構件自身出現焊接殘余應力。在殘余應力的作用效果之下，焊件就將會出現多種形式的變形，通常來說構件變形主要可以劃分成兩種狀況：整體變形以及局部變形，整體變形重點包含翹曲變形以及縱向收縮變形；局部變形重點包含扭曲變形、角變形以及波浪變形。

三、建筑鋼結構焊接過程當中變形的影響因素分析

1.焊接位置的設立：焊縫需要沿著焊件開展對稱的分布以及設立，否則的話將會出現彎曲變形；

2.構件的剛度：焊件在焊接之后。焊縫將會帶來縱向收縮變形以及橫向收縮變形進而產生拉應力，針對剛度比較大的焊件來說，在拉應力的效果下所引起的變形非常小，但是剛度比較小的焊接構件在拉應力的作用之下將會產生非常大的變形。

3.拼裝以及施焊的具體流程：科學合理的拼裝流程以及施焊流程進行良好的協調配合，可以非常好的限制焊件的變形。針對長焊縫來說，需要采取跳焊法、分段退焊以及多人對稱焊等方法，需要首先對于收縮量比較大的焊縫開展焊接，并且需要預留出焊接的收縮余量，亦或是通過反變形法開展合理的控制；

4原材以及拼裝的質量：原材料以及拼裝也將會對于焊接形變帶來一定程度的影響。舉例來說，如果拼裝的間隔太大，焊縫所產生的橫向收縮也會相應變大：

5.焊接方法：在采取定位焊的焊接方式時候其預熱的溫度需要大于正式焊的預熱溫度大約20-50℃。其質量要求跟正式焊要求相同：

6.工藝參數：在眾多的焊接參數當中，焊接線能量跟焊接變形量成正比例關系，如果焊接線能量越大那么在焊接過程當中所引起的塑性變形區域就會越大，在焊接之后的焊接變形就會越大，相反就會越小：

7.焊接之后的消除應力處理：可以通過加熱退火開展消除應力處理，如果僅僅是為了保持結構尺寸的穩定，可以采用振動法來除去應力：

8.焊接節點的設計：方便焊工開展操作，降低焊接所引起的收縮應力以及構件的尺寸，減少收縮應力不夠勻稱的狀況，更為關鍵的就是能夠防止應力集中。

四、鋼結構焊接變形防治

（一）焊接節點構造設計

1.對于焊縫的數目以及大小開展控制。如果鋼結構的焊縫尺寸比較大而且數目較多，在焊接過程當中所輸入的熱量也會相應增加，引起的焊接變形也會更為明顯。所以，在開展鋼結構焊接構造設計過程當中，需要想辦法控制好焊縫的數目以及尺寸，盡量降低焊接所引起的變形。

2_結合具體的焊接工藝選取科學合理的焊縫坡口尺寸以及形狀。焊縫坡口的形成以及尺寸的選取要能夠保證鋼結構總體的承載水平。科學的坡口尺寸以及形狀，可以通過降低截面積，進而降低焊接所引起的變形。

3.焊接節點的部位需要處在構件界面的對稱位置她焊接構件中性軸焊接的具體位置需要盡量在構件界面中性軸所對稱的部位，或者是盡可能的靠近中性軸。與此同時需要防止處在高應力區域。

4.針對節點形式的選取，應該選取剛性比較小的節點形式。節點不能夠設立在三向以及雙向交叉位置，這樣一來就可以防止因為焊縫集中而引起的高溫以及焊縫的應力集中，進而有效的降低焊接變形。

（二）工藝措施

1.組裝和焊接順序

鋼結構的制造以及裝設需要在同一個標準面之上開展。該種平臺需要保證所承受重力的能力足夠強大。不會產生鋼結構失穩以及沉降的情況，進而符合構件裝設的具體規定。在對于小型構件開展焊接的時候可以一次性完成，就是在焊接結束位置固定好之后，采用合理的焊接順序來進行裝設。但是大型的鋼結構在裝設與焊接過程當中應該先把小的構件焊接完成，然后再開展最終的裝設以及焊接工作。在開展部件裝設的時候，為了避免在裝設當中產生不必要的變形以及應力，需要保證零部件符合構件所要求的尺寸、形狀以及樣板，并且在開展裝設的過程當中不可以出現較大外力的強行裝設，這樣能夠避免零構件較大約束力以及過度焊接應力所引起的變形。除此之外，在裝設以及焊接過程當中需要保證焊接接頭的熱量保持均勻，盡可能的消除應力并且降低變形；焊縫需要實現坡口角度、T型貼角、搭接長度以及對接間隙等尺寸沒有偏差，并且其大小以及類型需要跟構件的設計以及焊接規范相符合。

2.反變形

因為在冷卻的過程當中焊縫會出現收縮反應，結果就會導致其減小了構件在焊接之后的尺寸。對于這一問題，為了補償熱脹冷縮所引起的變形，在對大型鋼構件開展焊接的過程當中經常使用反變形的措施。反變形就是在開展焊接之前讓構件提前產生變形，應該使得變形的方向跟焊接引起變形的變形量大致相同、方向要相反。比如，為了避免工字鋼粱上蓋板與下蓋板的焊接角出現變形，可以在焊接之前使用折邊機或者是油壓機在反方向提前壓彎蓋板。

3.焊件夾具

大型的鋼構件在焊接接頭的時候每個零件以及工件在焊接應力以及自身重力的作用之下，想要很好的固定其位置是很難的。因此，每個焊接的零件以及工件不但需要使用焊接平臺進行位置固定，還應該使用焊件夾具進行更為牢固的夾緊，進而避免工件出現變形。

結語：綜上所述，焊接變形對于建筑工程鋼結構的施工質量帶來了不良的影響。為了更好的避免焊接變形，一定要對于焊接節點構造開展合理的設計，提升焊接技術的質量，強化對于焊接施工的有效管理，使用科學的對策來對于焊接變形開展控制，這對于確保建筑工程鋼結構的施工質量、提升施工效率具備關鍵的意義。通常情況下，通過選取科學的焊接節點構造設計對策以及技術對策，能夠很好的控制鋼結構的焊接變形，進而實現保證施工質量的目的。但是因為結構、焊接施工場地環境以及材料等多種因素的影響，還需要在具體實踐當中持續積累以及總結焊接經驗，提升控制焊接變形技術以及焊接應力水平。