淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制和矯正

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1、淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制和矯正摘要:在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接中,因為焊接區(qū)域中會發(fā)生局部熱脹冷縮作用產(chǎn)生焊接變形,焊接變形會影響鋼結(jié)構(gòu)的尺寸大小,安裝精度和施工方法。本文闡述了焊接變形的控制方法和減小焊接應(yīng)力的一些措施。中國1/vie  關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);焊接變形;矯正  鋼結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)相比,這種結(jié)構(gòu)具有載重大、架設(shè)簡便等優(yōu)點,再加上工期短、工藝簡單,因此被廣泛應(yīng)用于高度和跨度較大的結(jié)構(gòu),以及可拆卸的結(jié)構(gòu)等等。在施工過程中,很多外界因素都會造成鋼結(jié)構(gòu)變形,其中,焊接變形最為常見,而且可以通過優(yōu)化工藝來減少和避免?! 〗鼛啄陙?,鋼結(jié)構(gòu)焊接框架在建筑業(yè)中得到了廣泛

2、的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)焊接框架憑借其強(qiáng)度高、質(zhì)量小、韌性好、以及安裝快捷施工方便等多種優(yōu)點,逐步取代了鉚接和螺栓連接等其他連接方式。但是鋼結(jié)構(gòu)焊接也有不便于進(jìn)行焊接質(zhì)量檢驗、容易引起構(gòu)件變形等缺點。在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過程中,如果能采取一定的方式適當(dāng)控制,就能夠有效減小變形量,提高焊接效率和工程整體質(zhì)量?! ∫?、常見的焊接變形  焊接過程中母材不均勻受熱,鋼材不論在焊接的加熱還是冷卻過程中,都會產(chǎn)生變形。因此,受熱變形是焊接鋼結(jié)構(gòu)一種常見的變形方式。焊接變形有以下幾種基本形式:  (1)彎曲變形。彎曲變形在焊接中常出現(xiàn)的現(xiàn)象,這種變形對鋼結(jié)構(gòu)精度影響很大。鋼材的縱

3、向收縮與橫向收縮都會產(chǎn)生彎曲變形。在腹板很薄的時候也會發(fā)生彎曲變形。 ?。?)橫向變形。形成橫向變形的主因是板材的不均勻受熱。由于板材的不同部分的受熱不均,熱過程不同,因此在板材冷卻時,橫向收縮是不均勻的,這就造成了橫向變形?! 。?)縱向變形。在鋼板加熱后冷卻過程中,原來溫度高的部分被壓縮的多,因而冷卻后收縮的也多,因此產(chǎn)生的縱向收縮造成縱向變形?! 。?)角變形。對較厚鋼板進(jìn)行角焊接時,焊接的這一面溫度高,焊接背面溫度低。這樣在冷卻時,焊接的一側(cè)收縮較大。就會相對角度變化產(chǎn)生角變形。 ?。?)波浪變形。這類主要發(fā)生在薄鋼板構(gòu)件中。薄鋼板冷卻收縮的時

4、候,不同區(qū)域之間互相產(chǎn)生應(yīng)力,因為焊接產(chǎn)生的應(yīng)力很大,薄鋼板就無法維持穩(wěn)定出現(xiàn)褶皺?! 。?)扭曲變形。主要表現(xiàn)是鋼結(jié)構(gòu)橫斷面發(fā)生了扭轉(zhuǎn)?! 《?、控制焊接變形的方法  在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中,要充分考慮變形的問題,通過合理的焊接方法,減少焊接變形?! ?.設(shè)計合理的焊縫  焊接連接是鋼結(jié)構(gòu)中的重要環(huán)節(jié),連接的承載能力必須不小于鋼件的承載力,這就是代表焊縫強(qiáng)度必須不低于母材的強(qiáng)度。對于不同功能的焊縫對于力學(xué)性能的要求也不盡相同,受力焊縫是主要承受傳力,對于強(qiáng)度很高;綴連焊縫主要起連接作用,它的應(yīng)力可忽略不計,但在連接過程中受剪力作用大,因此強(qiáng)度可適當(dāng)減小,

5、韌性適當(dāng)提高。  從尺寸上說,焊縫尺寸不應(yīng)該設(shè)置的太大。因為過大的尺寸會導(dǎo)致焊接變形增加,還會增加焊接工人的勞動強(qiáng)度。所以,在保證強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量減小焊縫尺寸?! ?.焊前的準(zhǔn)備工作  鋼件毛坯不能隨意擺放,需要平整放置。要為鋼件提供數(shù)量足夠,位置合理的支撐。否則,焊接過程中鋼件會因自重發(fā)生變形。放樣和下料毛坯時必須為了補償收縮留一定的焊接余量?! ?.合理的裝配和焊接順序  要有標(biāo)準(zhǔn)的水平平臺,用于制作和拼接鋼件,這樣保證了構(gòu)件的平直。小件可以一次裝配,先定位焊接一遍,再按順序一次完成。大型鋼結(jié)構(gòu)要先將小件組焊,然后,總體裝配,之后再焊接。拼裝過

6、程中要注意避免過大的外力強(qiáng)制組對,防止焊件的變形。對接口的間隙,搭接長度,坡口角度連接要合理?! ?.選擇合理的焊接工藝  焊接時能量越小,焊接后變形就越小,所以在盡可能的情況下盡量焊多層、使用小焊條,對電流、焊接速度也要進(jìn)行控制。在焊接鋼件時候,要先從短焊縫開始焊接,再焊長焊縫,先焊立位面角焊縫再焊平面角焊縫,先焊接對接再焊接角接;先外后內(nèi),先縱后橫,先中后邊。對于長焊縫,要使用斷續(xù)焊法,每隔1M左右距離焊縫要進(jìn)行對稱焊接,如果是1.5米以上可以使用跳焊法。其中斷續(xù)焊接時焊接接頭比較多,所以容易產(chǎn)生缺陷?! ?.?m當(dāng)應(yīng)用預(yù)熱法  在焊前可以對焊件進(jìn)

7、行加熱,局部預(yù)熱或整體預(yù)熱之后再進(jìn)行焊接。焊前預(yù)熱后能夠減少焊接應(yīng)力變形,不同的焊件預(yù)熱溫度不同一般預(yù)熱溫度80度到300度之間?! ?.剛性固定法  剛性固定法是指焊接時將構(gòu)件用夾具等固定在具有一定強(qiáng)度的工作臺上,構(gòu)件在熱脹冷縮時會受到約束,變形被外力所限制。這種方法適用于塑性較好的材料和厚度在10mm以下的薄板?! ∪?、焊接變形的矯正  鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的因素很多,當(dāng)焊接變形難以避免或構(gòu)件的變形程度超過設(shè)計要求時,必須進(jìn)行矯正。通常焊接變形的矯正可分為冷矯正法和熱矯正法兩種?! ?.冷矯正法  冷矯正法也叫機(jī)械矯正法,是使用機(jī)械力的作用,對焊接變形進(jìn)

8、行矯正,這種矯正方法常常使用于小尺寸焊件或變形程度較小的焊件,常用器具有千斤頂、壓力機(jī)、矯板機(jī)

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