淺議建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制措施

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1、淺議建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制措施　　【摘要】本論文通過分析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的原因，提出了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形相關(guān)控制措施。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，使建筑鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，對焊接設(shè)備和焊接方法提出了更高的要求，如何提升現(xiàn)有的焊接技術(shù)成了一個重要的課題。因此，分析焊接變形的各方面因素，采取適當(dāng)措施控制焊接變形，對于保證建筑鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率具有重要意義?！娟P(guān)鍵詞】建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制措施中圖分類號：TU391文獻標(biāo)識碼：A文章編號：一、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的形式及變形因素1.焊接殘余變形按其對整個結(jié)構(gòu)影響程度不同，可分為整體變形和局部變形;按其特征可分為:收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變

2、形、扭曲變形和錯邊變形等。在這些焊接殘余變形中，角變形和波浪變形屬于結(jié)構(gòu)局部變形，其它的屬于結(jié)構(gòu)整體變形。而建筑鋼結(jié)構(gòu)最多發(fā)生的是結(jié)構(gòu)整體焊接變形。62.在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)中，只有全面分析影響焊接變形的各種因素，掌握其影響規(guī)律，才能采取合理的措施來控制建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。影響建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的因素:①鋼結(jié)構(gòu)組成的基本構(gòu)件應(yīng)完全達到該構(gòu)件的技術(shù)要求和形位公差，但有些構(gòu)件制造就沒有達到要求，形成鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件組裝焊接后先天性的超差。②鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件整體組裝研配控制不嚴，如間隙過大，焊接時易引起較大的變形。③焊縫若沿構(gòu)件截面分布不對稱，則會引起該構(gòu)件焊接時產(chǎn)生彎曲變形。④組裝焊接施工中，焊縫坡口

3、形式，焊接次序，焊接方法，焊接規(guī)范，焊縫的位置、尺寸及數(shù)量等選擇不當(dāng)，鋼結(jié)構(gòu)的熱物理性能、自重、形狀及尺寸等不同，都會引起鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。二、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施1.在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點構(gòu)造設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾點:①焊縫位置應(yīng)避開高應(yīng)力區(qū):焊縫區(qū)的應(yīng)力越大，則鋼結(jié)構(gòu)越容易產(chǎn)生焊接變形及焊縫裂紋。②焊縫位置應(yīng)對稱于構(gòu)件截面的中性軸:焊縫位置盡可能對稱于構(gòu)件截面的中性軸，或者盡量靠近中性軸，這對減少梁、柱等一類鋼結(jié)構(gòu)的撓曲變形有良好的效果。③盡量減少焊縫的數(shù)量、尺寸:鋼結(jié)構(gòu)中焊縫數(shù)量越多、尺寸越大，焊接熱源對結(jié)構(gòu)的熱輸入就越大，產(chǎn)生的焊接變形也就越大。因此在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造時，應(yīng)力求

4、減少焊縫數(shù)量和尺寸。④采用剛性較小的節(jié)點形式，避免焊縫集中和雙向、三向相交:這樣可減小焊縫交叉點處或焊縫集中處的熱量及應(yīng)力，從而減小焊接變形。⑤便于焊接操作，避免在仰焊位置施焊:6在建筑鋼結(jié)構(gòu)加工制作時，應(yīng)盡量避免將焊縫置于仰焊位置施焊，以利于操作和保證焊接質(zhì)量。無法避免時，應(yīng)要求焊工掌握全位置焊接的操作技能。⑥不同的建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點形式，對焊縫設(shè)置:應(yīng)有不同的要求。例如，焊接組合箱形梁、柱的縱向角焊縫，宜采用全焊透(應(yīng)采用墊板單面焊)或部分焊透的對接與角接組合焊縫;箱形梁與隔板的焊接，應(yīng)采用全焊透焊縫。2.不同的節(jié)點構(gòu)造及焊縫形式，采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚧胧?.1采用合理的裝配－焊接順序:①

5、應(yīng)將鋼結(jié)構(gòu)盡可能先裝配成整體再焊接。這樣可增大鋼結(jié)構(gòu)焊接時的剛性，以減少變形。以工字梁為例，先整體裝配再焊接，其焊后的上拱彎曲變形，要比邊裝邊焊順序所產(chǎn)生的彎曲變形小得多。②對稱焊縫應(yīng)采用對稱焊接法。一般先焊的焊縫由于結(jié)構(gòu)剛度較小易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。所以，對截面形狀、焊縫布置均勻?qū)ΨQ的鋼結(jié)構(gòu)件，應(yīng)采用對稱焊接施工。③不對稱焊縫應(yīng)先焊縫少的一側(cè)。對于不對稱焊縫的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)先焊焊縫少的一側(cè)，后焊焊縫多的一側(cè)。這樣可使后焊的變形足以抵消先焊一側(cè)的變形，以減少結(jié)構(gòu)總體變形。④采用不同的焊接順序控制焊接變形。對于鋼結(jié)構(gòu)中的長焊縫，在可能的情況下將連續(xù)焊改成分段焊，并適當(dāng)?shù)馗淖兒附臃较?，可使局部焊縫造成

6、的變形適當(dāng)減少或相互抵消，以減少結(jié)構(gòu)總體變形。2.2反變形:6焊前將建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配成具有與焊接變形方向相反、大小相等的預(yù)先反變形，以抵消結(jié)構(gòu)焊后形成的變形。例如，為了防止工字梁上下蓋板焊后產(chǎn)生角變形，可在焊前使用油壓機或折邊機將其蓋板預(yù)先反向壓彎(如右圖所示)。2.3剛性固定:是焊接時在沒有反變形的情況下，利用外加剛度約束來固定構(gòu)件，限制其焊接變形的方法。例如，可采用裝焊胎卡具等增加鋼結(jié)構(gòu)在焊接時的剛度，以減小變形。2.4熱平衡法:對于某些焊縫不對稱布置的建筑鋼結(jié)構(gòu)，焊后往往會產(chǎn)生彎曲變形。如果在結(jié)構(gòu)上與焊縫對稱的位置上采用氣體火焰與焊縫同步加熱，只要加熱的工藝參數(shù)選擇適當(dāng)，就可以減少或防

7、止結(jié)構(gòu)彎曲變形。2.5合理地選擇焊接方法和焊接工藝參數(shù)選用熱量集中、熱影響區(qū)較窄的CO2氣體保護焊、MAG焊、等離子弧焊等焊接方法代替氣焊、焊條電弧焊，可減小建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形;選用較小的焊接熱輸入及合適的焊接工藝參數(shù)，可減小鋼結(jié)構(gòu)受熱范圍，從而減小焊接變形。2.6提高建筑鋼結(jié)構(gòu)板材平整度和構(gòu)件組裝精度:對于較長建筑鋼結(jié)構(gòu)的扭曲，主要靠提高鋼結(jié)構(gòu)板材平整度和構(gòu)件組裝精度，來使坡口角度和間隙準(zhǔn)確，電弧的指向?qū)χ袦?zhǔn)確，以使焊