鋼結(jié)構(gòu)焊接論文金屬焊接論

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1、鋼結(jié)構(gòu)焊接論文金屬焊接論文大型鋼結(jié)構(gòu)屋架焊接應(yīng)力釋放研究　[摘要]在大型鋼結(jié)構(gòu)屋架平臺施工中,焊接是重要工序.如何消除焊接應(yīng)力,控制焊接變形,是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵.針對大型鋼結(jié)構(gòu)屋架平臺焊接變形問題,施工前應(yīng)分析出影響變形的主要因素并預(yù)見變形的方向,制定預(yù)防、矯正變形、釋放焊接應(yīng)力的措施.本文通過對大型鋼結(jié)構(gòu)屋架平臺施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),提出可操作性防變形措施,在文中主要針對的是大型鋼結(jié)構(gòu)屋架的焊接應(yīng)力進(jìn)行探討,提出了相應(yīng)的解決方案?！　關(guān)鍵詞]大型鋼結(jié)構(gòu)組裝焊接變形應(yīng)力控制措施　　一、焊接應(yīng)力與釋放概述　　1.焊接應(yīng)力概述　　焊接應(yīng)力:是焊接過程中焊件內(nèi)產(chǎn)生

2、的應(yīng)力。它是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形,形成裂紋的主要原因。焊接應(yīng)力可分為瞬態(tài)熱應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。焊接應(yīng)力的危害可從兩方面考慮:　　(1)對結(jié)構(gòu)完整性的影響　　焊接熱應(yīng)力可促使焊縫產(chǎn)生熱裂紋,殘余應(yīng)力導(dǎo)致焊后延遲裂紋的形成?！　?2)對結(jié)構(gòu)服役性能的影響　　焊接殘余應(yīng)力可以加速疲勞破壞,導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂(包括硫化物引起的開裂和堿脆破壞),產(chǎn)生低溫脆斷破壞,促進(jìn)材料的腐蝕磨損等,壓縮殘余應(yīng)力還會造成薄板結(jié)構(gòu)或細(xì)長桿件的壓曲失穩(wěn),產(chǎn)生面外變形?！　?.應(yīng)力釋放　　應(yīng)力釋放(stressrelief)是指物體內(nèi)某一點(diǎn)的應(yīng)力由于釋放能量而降低的現(xiàn)象;確切地說是能量釋放。應(yīng)力釋

3、放一般有兩種情況:其一,在應(yīng)力集中的部位,如斷裂端點(diǎn)和交叉部位等處發(fā)生形變或破壞,導(dǎo)致應(yīng)力釋放。其二,并非應(yīng)力集中的地區(qū)巖質(zhì)相變、巖石力學(xué)性質(zhì)變化或其他原因,致使強(qiáng)度降低,也會發(fā)生形變或破壞,造成應(yīng)力釋放?！　《?、焊接應(yīng)力減小與釋放的研究　　在焊接過程當(dāng)中,由于焊接點(diǎn)的好壞,往往會出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力,焊接殘余應(yīng)力和殘存變形將影響構(gòu)件的受力和使用,并且是形成各種焊接裂紋的因素之一,應(yīng)在焊接、制造和設(shè)計(jì)時加以控制和重視。因此在焊接大型鋼結(jié)構(gòu)屋架的時候,由于我們需要對焊接應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究,將焊接應(yīng)力所產(chǎn)生的影響降低到最小的限度。一般來說,焊接的方式主要分為

4、幾種,熱時效、加載法、超聲沖擊與錘擊。以下就這幾種方式進(jìn)行探討?！　?.大型鋼屋架不應(yīng)采用熱時效方法　　對重要焊接構(gòu)件先進(jìn)行整體熱時效,然后在現(xiàn)場與其它構(gòu)件進(jìn)行組合拼焊的工藝是建筑鋼結(jié)構(gòu)制造常采用的方法。在焊接很多大型鋼結(jié)構(gòu)建筑物的時候,我們一般都是采用整體熱時效,然后運(yùn)現(xiàn)場拼焊。采用盲孔法殘余應(yīng)力測量技術(shù)對轉(zhuǎn)換柱熱時效工藝效果,通過熱時效的焊接方式,可以具有焊縫去氫、恢復(fù)塑性和消應(yīng)力三重功能。在焊接過程當(dāng)中,一般認(rèn)為熱時效的消應(yīng)力效果為40-80%,能有效的保證焊接的效果完整。　　但是對于本論文案例——大型鋼結(jié)構(gòu)屋架來說,在現(xiàn)場采用的拼焊的方式,很容易導(dǎo)

5、致殘余的應(yīng)力依然保存在鋼的結(jié)構(gòu)當(dāng)中,無法再焊接的過程中消除,加上現(xiàn)場無法采用進(jìn)一步的熱時效的方式對屋架進(jìn)行處理,僅采用局部的熱時效無法達(dá)到消除整個殘余應(yīng)力的要求,加上局部的熱效應(yīng)在加熱的邊緣還會出現(xiàn)新的殘余應(yīng)力無法得到清除。因此現(xiàn)場采用局部熱時效的方式建議在焊接過程當(dāng)中作為焊接小型的鋼材為主。焊接大型鋼結(jié)構(gòu)的屋架建議考慮其它補(bǔ)充、替代工藝。　　2.建議采用加載法　　加載法就是通過不同方式在構(gòu)件上施加一定的拉伸應(yīng)力,使焊縫及其附近產(chǎn)生拉伸塑性變形,與焊接時在焊縫及其附近所產(chǎn)生的壓縮塑性變形相互抵消一部分,達(dá)到松馳應(yīng)力的目的。這種方式可以在一定程度上進(jìn)行進(jìn)行大

6、型鋼結(jié)構(gòu)屋架的焊接。由于在焊接前先將所焊接的鋼彩進(jìn)行拉伸。在焊接完畢之后,鋼材能夠在恢復(fù)時抵消焊接應(yīng)力的影響,并且能夠有一定的伸縮度,提高屋頂?shù)某兄啬芰?。因此焊接大型鋼結(jié)構(gòu)屋架應(yīng)該主要采用這種方式?！　?.焊接過程中補(bǔ)充使用超聲沖擊與錘擊的方法　　超聲沖擊消應(yīng)力技術(shù)由烏克蘭巴頓焊接研究所提出,近年引入我國,已在北京電視臺鋼結(jié)構(gòu)立柱上進(jìn)行過試驗(yàn)。超聲沖擊消應(yīng)力工藝的特點(diǎn)是:在超聲頻率(≥16KHz)下應(yīng)用束狀沖頭,在對焊趾和焊縫表面進(jìn)行沖擊;從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來看:　?、懦暃_擊對一定深度的表層有消應(yīng)力的效果,在采用對焊道全覆蓋沖擊時,被沖擊的表面會形成壓應(yīng)力,對

7、2～4mm深度層消應(yīng)力效果可達(dá)34～55%?！　、撇捎煤钢簺_擊法,可以快速修復(fù)焊趾的缺陷,降低應(yīng)力集中。并伴隨其壓應(yīng)力區(qū)的作用可以在一定程度上降低焊趾邊未受沖擊焊縫的殘余應(yīng)力,下降率達(dá)19%,對提高接頭的疲勞壽命有明顯作用。　?、怯捎跊_擊工藝處理的特點(diǎn),僅可以用于沖擊工具可達(dá)的外表面,其工作效率約為1200mm2/min?！　_擊工藝一般采用的應(yīng)壓力的方式將焊接應(yīng)力隨著振動的方式進(jìn)行消除,這種工藝一般適用于短焊接的局部處理。例如修補(bǔ)焊接口,小配件焊接方式等。焊接后容易產(chǎn)生延遲冷裂紋的情況。因此在屋架焊接上可以采用于一些零件搭配焊接的方面?！　∪⒔Y(jié)束語　　

8、從上述分析我們可以知道,在焊接的過程當(dāng)中會出現(xiàn)焊接應(yīng)力來影響整個焊