钢结构焊接变形防治方法

2015-04-16张志国

建材与装饰 2015年25期

关键词：钢结构焊缝构件

张志国

（身份证号：131002197608084658）

钢结构焊接变形防治方法

张志国

（身份证号：131002197608084658）

现阶段，焊接已经广泛应用于钢结构的制作和安装工艺。焊接钢结构强度较高，具有良好的稳定性，逐步在建筑结构中占据主要地位。但是与此同时，钢结构焊接变形问题也日益突出，影响了钢结构的尺寸精度以及外形的美观，而且还对工程质量造成了不良影响，同时也带来大量复杂的矫正工作，因此采取有效措施控制钢结构变形势在必行。本文分析了钢结构焊接变形的影响因素，着重论述了防治焊接变形的有效措施和方法，以供同仁参考借鉴。

钢结构；焊接；变形；防治措施

引言

现阶段，我国建筑钢结构飞速发展，各种焊接技术和方法日新月异。然而，在实际施工过程中，由于焊接产生的残余变形和残余应力，严重影响着工程的制作精度，进而会影响安装进度、质量甚至会导致承载力的大幅降低。对此，必须全面分析和了解各类焊接变形的成因，并采取一系列有效措施控制焊接变形量，以确保不断提高生产效率和钢结构工程质量。

1　钢结构焊接变形概述

所谓焊接变形，就是指钢结构在焊接过程中，由于施焊电弧高温引起的变形，以及焊接完成后在构件中的残余变形现象。在上述两类变形中，焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素，同时它也是破坏性最强的一种变形类型。

焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形；根据变形的不同特点则可分为：弯曲变形、角变形、扭曲变形、收缩变形、波浪变形以及错边变形。在这些变形类型中，除了波浪变形和角变形属于局部变形之外，其它类型的变形属于整体变形。一般情况下，钢结构发生变形类型多为整体变形。

2　控制钢结构焊接变形的方法

一般情况下，控制焊接残余变形必须从钢结构构件设计和施工工艺两个方面同时采取措施。

（1）在钢结构构件结构设计上，除了要确保强度和使用性能满足要求之外，还要满足构件制造过程中焊接变形最小及耗费劳动工时最低的要求。焊接工艺是钢结构施工中的重要环节。合理的焊接工艺可以有效减少应力集中，从而减少焊接变形。

（2）为了控制构件焊接变形，必须要采取有效措施。在实际操作过程中，可以将构件分为若干小部件与构件分段，从而使焊接变形分散在各个部件上，便于构件变形的控制与矫正。另外，对每一条主要焊缝，尽可能选择小的焊脚尺寸和短的焊缝，避免焊缝过分集中和交叉布置。

2.1利用装配和焊接顺序来控制变形

焊接顺序是影响焊接结构变形的主要因素之一，采用合理的装配和焊接程序来减少变形，是一种防止变形发生的好办法。安排焊接顺序时应注意下列原则：

（1）要尽量采用对称焊接。对于具有对称焊缝的工作，最好由成对的焊工对称进行焊接，从而使由各焊缝所引起的变形相互抵消一部分。

（2）对某些焊缝布置不对称的结构，应先焊焊缝相对较少的一侧。

（3）依据不同焊接顺序的特点，以焊接程序控制焊接变形量。常见的焊接顺序有分段退焊法、分中分段退焊法、跳焊法、交替焊法以及分中对称法五种。

2.2刚性固定法

刚性固定法对于减小变形很有效，而且在进行焊接时不必过分考虑焊接顺序。但是有些大件不容易固定，且焊接完成撤除固定后，焊件还有少许变形和较大的残余应力。一般来说，这种方法适用于焊接厚度小于6mm及韧性较好的薄壁材料，该方法与反变形法配合使用能够达到较好的效果。对于形状复杂、尺寸不大且成批生产的焊件，通常可以设计一个能够转动的专用焊接胎具，防止变形的同时又能提高生产率。

2.3散热法

散热法也被称为强迫冷却法，就是将焊接处的热量迅速散走，使焊缝附近的金属受热面大大减少，达到减小焊接变形的目的。这种方法相对比较麻烦，一般不宜用于对于淬火倾向大的钢材，否则易裂。

2.4锤击焊缝法

所谓锤击焊缝法，就是用圆头小锤对焊缝敲击，以减少焊接变形和应力。锤击时用力要均匀，一般采用0.5～1.0kg的手锤，其端部为R=3～5mm的圆角。底层和表面焊道一般不锤击，以防止金属表面冷作硬化。

2.5反变形法

在焊前进行装配时，预置反方向的变形量为抵消（补偿）焊接变形，这种方法叫做反变形法。