浅析大型钢结构焊接变形控制技术李航

浅析大型钢结构焊接变形控制技术李航

李航

(身份证号：21070319871010xxxx辽宁锦州121000)

摘要：随着我国建筑业和工业的不断发展，钢结构焊接的应用也越来越深入。特别是钢结构焊接本身具有强度高、材料轻便等各方面的优势，使得其应用范围非常广泛，对焊接施工质量控制要点进行详细探究具有十分重要的现实意义。

关键词：大型；钢结构；焊接；变形控制

1大型钢机构焊接的难点分析

在大型钢结构焊接过程中，为了进一步达到一定的精度，解决集中供热结构的自由度，焊接，分散在焊接网格分区的温度不均匀是适当的关键。然而，如果增加网格，相关的计算工作将是麻烦的，这是一个新的困难的啮合问题。焊接长度过长，会影响大型钢结构焊接的模拟分析。在大型钢结构焊接过程中，焊接过程会随时间变化，导致一系列复杂的瞬态分析。暂态分析不是静态的，它是一个动态的过程，因此需要我们站在静态场的动态场的角度，并分析每个静态场瞬态分析的时间增量，然后时间分量。在大型钢结构焊接过程温度场和应力场将由外部环境变化的影响，所以将这一现象是由时间组成的一部分，这样做可以减少在所有的计算误差量的数据分析和计算的概率，整个过程是非常大的。

2钢结构焊接变形的主要类型

钢结构焊接变形的原因有很多，不同原因出现的结果也不同。钢结构焊接变形的主要类型有：①降温收缩纵横变形。该类变形是焊接温度降低金属收缩的过程中，以焊缝为原点，钢结构在纵横轴方向出现的变形[2]。②降温过程中收缩量的不同导致角度发生变形。钢结构在焊缝位置主要是因为金属收缩量的差异导致角度位移，呈现出角度变形。③焊缝角螺旋状变形。焊缝角钢结构纵横面无法实现均匀分布，导致变形，进而出现焊接变形[3]。④错边变形。加热钢结构若发生不均匀情况，构件的收缩度也会不同，进而导致焊缝位置的构件在长和宽上无法相同，导致错边变形。⑤两焊缝位置不可能会出现同一焊接变形结果，带给人一种感官扭曲变形，也就是挠区变形。⑥波浪形变形。焊缝位置有着自身的内应力，能够在焊接位置出现波浪式表现，即波浪式变形。

3钢结构焊接变形的主要原因

3.1温度控制不当

温度控制不当是钢结构焊接变形的重要原因之一，温度达到金属熔点或是更高的情况下，不同金属膨胀程度会不同。此时，整个钢结构看起来就很不协调，也就是发生了变形。此外，一种金属达到熔点并膨胀后，金属本身温度会很高，引起周围金属的膨胀，最终造成焊接变形。

3.2焊接顺序不合理和不恰当的焊接方法

钢结构各个部位焊接顺序都是不同的，由此也会造成钢结构发生焊接变形。钢结构焊缝的不同位置有着不同的承载力，应优先焊接承载力较小钢结构部位，若是构件重量比较大，降回必然造成钢结构扭曲，导致钢结构出现焊接变形。

3.3材料因素

不同的材料有着不同的熔点。相同温度下不同材料自身膨胀度不同。膨胀度过大或过小都会造成钢结构焊接变形，从而影响钢结构焊接质量。

3.4焊缝位置选择不当

钢结构内必然存在焊缝，安排焊缝在不同位置，钢结构焊接变形程度不一。焊接过程中，钢结构重力针对不同承载力金属压力效果相同。选择合理纵焊缝位置，能够十分有效地控制钢结构焊接变形的发生。

3.5钢性及焊接变形程度的差异

在同样的承载力下。刚性大的钢结构变形较小，刚性小的钢结构变形较大。因此，钢结构刚性在焊接变形中是最大的影响因素。施工人员选取刚性大的钢结构来承载较大重力，选择刚性小的钢结构来承载较小重力，很好地防止了钢结构焊接中出现变形。

4大型钢结构焊接变形控制技术要点

4．1选择焊接材料

焊接车间在选购材料的时候就应该充分的对钢材性能进行充分的调研和分析，结合焊接工件成品最终的性能要求来选择合适的材料，而不应该为了节省施工成本而选择那些劣质和廉价的材料。

4．2选择焊接技术

(1)反变形法焊接技术。目前，焊接工件因为受热收缩变形通常都会向着焊接一侧收缩。这个时候为了避免出现变形，就可以在放置焊接工件的时候，先向外弯曲一定角度，先给出一些变形余量。比如焊接90°的工件的时候，可以先将工件摆放为92°～95°，焊接收缩以后工件就会回到90°的位置。但这种方法适合那些精度要求不高的焊接工件，并且还要在焊接完成以后适当的调整其角度。(2)刚性固定法焊接技术。刚性固定法焊接工艺指的是将焊接工件紧紧固定，利用外力防止其变形。为了避免工件受到热应力和刚性力的破坏，在焊接的时候应该先进行点焊，点焊完成以后再进行拉焊。上述这两种方法都能够有效的解决焊接变形问题，但在焊接过程中还应该注意过程检测。

4．3优化焊接过程

在焊接施工过程中，要避免两焊件厚度相差过大的现象，以及焊接材料可以选择尽可能多的，这将为钢结构焊接工艺优良的初始条件。在焊接钢结构，不仅要进行必要的预热，焊接也应预实验，调整电流和电压，现在闲置材料预实验工作，确保正确的焊接电流后太大了，避免了材料的初始直接渗透。如果在钢结构焊接过程中出现裂纹，焊接人员应立即停止焊接过程，并检查焊接点的位置，以确定是否有偏差。

4．4加强焊接温度控制

在钢结构焊接施工过程中，严格控制焊接温度，能有效避免产生焊接变形，比如，在对一个焊缝处的金属进行焊接时，应该尽量避免对周边金属造成影响。焊接施工完成后，应该及时采取有效措施进行降温，避免金属余温对周边金属造成不良影响。除此以外，如果焊接施工顺序安排不当，也会造成焊接变形，因此还需要结合工程实际需要合理安排焊接顺序，比如，施工人员要消除挠曲变形，可以对钢结构进行上下焊接或者对角焊接。

4．5消除残余变形

在钢结构焊接施工过程中，造成结构发生变形的因素有很多，包括温度、重力、钢结构材料、承载力等等，另外，焊接施工环境以及焊接施工工艺也会对焊接变形造成一定的影响，因此，在焊接施工过程中，必须积极总结经验，并采取有效的预防措施。加热矫正引起的应力会与焊接应力叠加，同向应力叠加甚至可能会使构件的总应力超过允许应力，从而导致构件承载力增大引起结构破坏。对于钢结构焊接变形，有一部分可以在焊接施工过程中有效避免，而另外一部分则可以在施工过程中进行有效控制，提高焊接生产效率，保证工程施工质量，而这就要求在钢结构制作过程中合理选择施工工艺，尽量避免构件发生形变。

5结论

在大型钢结构焊接的过程当中，有一系列行之有效的方法可以降低变形率。本文对这些方法进行了具体地分析与研究，希望能够提高大型钢结构焊接技术的工艺与水平。

参考文献：

[1]姜龙雄.关于大型钢结构焊接变形控制工艺的若干探讨[J].山东工业技术,2016,06:45.

[2]林焱彬.大型钢结构制作中焊接变形的控制[J].中外企业家,2016,14:230.

[3]林焱彬.大型钢结构制作中焊接变形的控制[J].河南建材,2016,04:10.

[4]林焱彬.大型钢结构制作中焊接变形的控制[J].江西建材,2016,20:75.