大型鋼構(gòu)件制作中焊接變形控制技術(shù)

《大型鋼構(gòu)件制作中焊接變形控制技術(shù)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、大型鋼結(jié)構(gòu)件制作中焊接變形控制技術(shù)摘要：大型鋼結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)跨度長、截面大及鋼板厚等特點，構(gòu)件焊接后的焊接變形復(fù)雜且矯正困難，定量地對焊接變形進(jìn)行計算分析并采用合理的焊接工藝和技術(shù)，有效地控制大型構(gòu)件的焊接變形，是大型構(gòu)件焊接加工成敗的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：大型構(gòu)件焊接變形控制Abstract：Forlargescalesteelstructure,consideringitscharacteristicsoflongerinspanning,largerinsectionsize,andthickerinplat

2、ethickness,etc,itwillbedifficultandcomplicatedinstraighteningtodistortionsfromstructuralwelding,so,itisakeytosuccessofstructuralweldingforlargescalesteelstructurebymeansofquantifiedcalculationsandanalysistoweldingdistortion,andadoptingrationalweldingproce

3、ssesandtechniquessoastoachieveaeffectivecontrolinweldingdistortion.Keywords:Largescalestructuralmember，Weldingdistortion，Control0前言構(gòu)件的焊接變形源于構(gòu)件或構(gòu)件中的接頭不均勻焊接受熱。在大型鋼結(jié)構(gòu)中，焊接變形主要表現(xiàn)為焊接后引起構(gòu)件的撓曲變形、角變形及構(gòu)件尺寸收縮。若對焊接變形的認(rèn)識不足或?qū)附幼冃蔚目紤]不周，輕者導(dǎo)致構(gòu)件的尺寸超差，矯正工作量巨大；中者造成構(gòu)件的解體和返修；嚴(yán)

4、重的變形會直接引起構(gòu)件的報廢。焊接變形直接影響大型構(gòu)件的制作質(zhì)量，因此焊接變形的控制技術(shù)也成為鋼結(jié)構(gòu)加工的關(guān)鍵技術(shù)。本文通過對幾類典型構(gòu)件降低焊接變形的實例，結(jié)合三種焊接變形計算經(jīng)驗公式，淺析焊接變形控制技術(shù)在大型鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)用。1不對稱構(gòu)件撓曲變形控制對于大型不對稱構(gòu)件，焊接后構(gòu)件的撓度變形控制極為關(guān)鍵，變形后的矯正極為復(fù)雜，焊接控制不當(dāng)會給構(gòu)件制作質(zhì)量帶來極大的困難。因此，在制定焊接工藝前，應(yīng)精確計算構(gòu)件的中性軸位置，并根據(jù)焊縫相對于中性軸的位置，確定焊縫焊接截面積及焊縫焊接順序。構(gòu)件焊接后引起撓

5、度變形數(shù)值大小與構(gòu)件的長度（L）、構(gòu)件慣性矩大?。↖）、焊縫截面積（A）大小及焊縫相對于中性軸的距離（Du）有關(guān)，計算公式見式（1）：20.005×A××DuL?=（1）I1.1焊縫平衡控制法在制的上海環(huán)球金融中心工程中采用了較多的三角形鋼柱，三條焊縫的分布對任何三角形的中性軸都呈不對稱分布，焊接后引起的任何方向撓曲變形矯正都非常困難。為此在焊接前應(yīng)針對構(gòu)件的尺寸，合理地分布焊縫的截面積并制定焊接順序，確保焊接撓度變形控制在公差范圍內(nèi)，減少矯正工作量。圖1為三角形鋼柱的截面尺寸示意。圖1三角形鋼柱截面示意

6、4該三角柱構(gòu)件長度為10500mm，截面慣性矩Ix=1.4376×109mm，焊縫A1面積為22915.8mm，焊縫A2的截面積為1046.7mm，焊縫A1、A2對Ix距離為Du1、Du2=109mm，按公式（1）計算，A1、A2焊接完成后將引起三角形構(gòu)件下?lián)?3mm。焊縫A3相對于Ix距離為Du3=139mm，為平衡構(gòu)件的下?lián)献冃尾⑹箻?gòu)件的變形最小，焊縫2A3的截面積經(jīng)公式（1）計算得1539mm。根據(jù)上述計算結(jié)果，制定焊接工藝順序如下：1）三條焊縫采用CO2氣體保護(hù)焊打底焊2道。2）采用埋弧焊焊接焊縫

7、A3至焊腳尺寸25mm。3）采用埋弧焊同步焊接完成焊縫A1、A2。4）焊接A3至計算所得尺寸（圖1中表示尺寸）。采用上述焊接工藝焊接工程中同類三角形鋼柱50余根，構(gòu)件的撓曲變形公差值基本控制在±3mm范圍，減少了變形矯正工作量，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。1.2輔助矯正控制法浙江玉環(huán)電廠100萬kW電站鍋爐大板梁結(jié)構(gòu)由圖2所示的兩個極不對稱的工字形構(gòu)件疊合而成，長度為42m，制作時上下各分三段，長度分別為16m、13m、13m，上下分段錯開。由于構(gòu)件嚴(yán)重不對稱，若按普通的焊接工藝方法進(jìn)行焊接，上下兩個工字形構(gòu)件

8、撓曲變形方向相反，再加上疊合板的角變形火焰矯正引起的撓曲變形疊加，將使中間疊合板無法進(jìn)行高強(qiáng)螺栓連接。對于單個工字形構(gòu)件，構(gòu)件截面特性及中性軸位置如圖3所示。按一般BH進(jìn)行焊接，焊接后撓曲變形計算如表1所示。圖2大板梁截面圖3不對稱BH中性軸分布表1構(gòu)件焊接撓曲變形計算構(gòu)件長度慣性矩焊縫面積焊縫距中性軸距離焊縫焊后對撓曲影響焊縫部位42/mm/mm/mm/mm/mm上部焊縫160006.14924E+11644812-1下部焊