鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制分析

牛傳波+張彥平+陳小華

摘 要：嚴(yán)格意義上講，鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形是不可避免的，焊接的過程必然導(dǎo)致一定量的變形，由于所焊接區(qū)域的應(yīng)力作用以及局部收縮，這將產(chǎn)生焊接變形。焊接變形會影響鋼結(jié)構(gòu)的尺寸、施工要求和安裝進度，故而焊接的控制極為重要，采用不同的方法科學(xué)合理的焊接是控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的重要方法，但單純的焊接手法只是治標(biāo)不治本，并不能在根本上控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形。所以本文便進行鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中的變形控制的簡要探討。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；變形控制；焊接；方法

我國是時間第一大鋼產(chǎn)量國和領(lǐng)先的建筑業(yè)大國。隨著改革開發(fā)后的經(jīng)濟發(fā)展，大量的建筑拔地而起，而保障這些建筑施工質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)之一，鋼結(jié)構(gòu)的焊接是十分值得重視的，而由于鋼材在焊接過程中不可避免的出現(xiàn)一定的焊接變形，故而如何有效科學(xué)的控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形便成為保障我國建筑質(zhì)量安全的重點課題，而對于鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的理論分析十分必要。

1 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的原因

1.1 焊接的位置

在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，有著眾多的原因?qū)е潞附拥淖冃危附游恢玫牟煌瑒t是其中一個重要的方面。鋼結(jié)構(gòu)焊接時焊接縫的不同，所產(chǎn)生的效果會直接導(dǎo)致變形程度和形態(tài)的不同。也就是說，不同的焊縫位置會導(dǎo)致鋼材產(chǎn)生不同的變形形態(tài)，故而在鋼材料的焊接過程中，焊接位置的控制對于焊接變形的控制是不可忽視的。

1.2 焊接的材料

鋼結(jié)構(gòu)焊接變形雖然是多種因素所導(dǎo)致的，但歸更到底變形的本身是鋼材料。不同的鋼材料受熱后膨脹大小也會有不同，好的鋼材料受熱后變形較小，而較為劣質(zhì)的則焊接變形很大。故焊接材料的優(yōu)劣直接影響著焊接的結(jié)果。

1.3 焊接的方法

鋼材料的焊接是人為具體操作的過程，合理、科學(xué)的焊接步驟和方法直接決定著鋼材料焊接變形的程度。不同的焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊懸膊簧跸嗤＠纾?dāng)鋼材料較為脆弱時，多次重復(fù)的焊接則極易導(dǎo)致焊接過程中的變形。其次在焊接手法上，粗糙的焊接、沒有科學(xué)合理的焊接指導(dǎo)會直接導(dǎo)致焊接的變形，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生焊接錯位。

2 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制方法分析

2.1 設(shè)計上的鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制分析

鋼結(jié)構(gòu)由于本身固有的屬性，有著成材后不易修復(fù)的特點。如果鋼材料在設(shè)計過程中就存在不足和缺陷，那么焊接變形便會不可避免。而這時的誤差只能依靠人工修復(fù)，如果設(shè)計存在嚴(yán)重缺陷，那么鋼材料只能回爐從造了。設(shè)計上的缺失會導(dǎo)致鋼材料在焊接變形中的不可控制，而合理科學(xué)的設(shè)計則會大大降低焊接的難度，將焊接過程中的變形減少到最低。

2.2 施工過程中的焊接變形控制分析

在鋼材料的施工和焊接過程中，焊縫的不同形式和節(jié)點的不同構(gòu)造是鋼材料焊接施工的依據(jù)。對于焊縫要以對稱焊接的方法進行施工。而不對稱焊縫則需先對焊縫較少的一側(cè)優(yōu)先焊接，然后再進行另一側(cè)的施工。在焊接后所產(chǎn)生的變形角度，可以通過焊接前的反變形方法對其進行合理的控制。而遇到T形接頭板厚度相對較大時，通常情況下我們采用開坡口角進行焊縫對接。

2.3 熱處理措施

在鋼材料的焊接過程，熱處理過程十分重要。當(dāng)鋼材料直接作用在高溫下時，采取合理的熱處理措施既能消除變形和應(yīng)力，又能防止產(chǎn)生變形時的裂紋。而普遍采用的方法是在焊接時采用預(yù)熱以及厚板下料的方法。對鋼材料焊接預(yù)熱時會有效降低熱影響區(qū)和焊接金屬的常規(guī)冷卻速度，抑制淬硬組織馬氏體的形成，從而減少了焊縫產(chǎn)生的較大應(yīng)力，也避免了氣割邊緣。熱處理的措施是控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的重要方法之一，國內(nèi)雖然早有應(yīng)用，但由于專業(yè)和細(xì)節(jié)的不過關(guān)與不到位，總體上講，收效不大，故而培訓(xùn)合格的專業(yè)技術(shù)人員，做好優(yōu)質(zhì)的質(zhì)檢工作便十分緊迫了。

3 有關(guān)的監(jiān)督保養(yǎng)

3.1 施工項目的查收

控制鋼材料焊接變形，除了上文所提到的從材料本身、焊接方法入手外，還需要注意施工項目的查收與檢查。由于許多建筑工程的建設(shè)周期十分漫長，焊接材質(zhì)不同，焊接工作量十分巨大頻繁，有的需要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構(gòu)件，故而難免造成焊接粗心、馬虎等施工失誤。因此加強對焊接過程的中間檢查，顯得尤為重要，負(fù)責(zé)施工項目查收的單位和有關(guān)檢查機構(gòu)要做好監(jiān)督和查收工作，確保工程質(zhì)量，便于及時發(fā)現(xiàn)問題，若有裂紋發(fā)生，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)，及時處理，以免因為查收的疏忽而造成建筑安全施工的發(fā)生。中間檢查不能使施工停止，而是邊施工、邊檢查。

3.2 日常建設(shè)的保修

如上文所述，鋼材料的焊接過程往往伴隨著漫長的施工周期，有的甚至?xí)?jīng)歷一年四季，風(fēng)霜雪雨。不同的溫度、濕度、風(fēng)力、陽光都會影響到已經(jīng)焊接好的鋼材料。在焊接過程中焊件將發(fā)生變形，焊件內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)也發(fā)生變形，而焊完并冷卻后所留下的變形不是暫時的而是殘余的。而且由于有些工程剛剛焊接完成，基座不穩(wěn)，再經(jīng)受長時間風(fēng)雨的考驗，難免不發(fā)生生銹變形。一般焊接結(jié)構(gòu)中殘余變形的危害性比殘余應(yīng)力大得多，它使焊件或部件尺寸改變而無法組裝，使整個構(gòu)件喪失穩(wěn)定而不能承受載荷，使產(chǎn)品質(zhì)量大大下降，故而日常的保修保養(yǎng)工作便變的十分重要，負(fù)責(zé)施工的單位和接收的單位不能只顧經(jīng)濟利益，要將日常保養(yǎng)、售后服務(wù)重視起來。在制造焊接結(jié)構(gòu)時，應(yīng)充分了解和掌握焊接時應(yīng)力發(fā)生的機理和焊后決定工件變形的基本規(guī)律，這樣才能保證有效控制鋼結(jié)構(gòu)焊接后的變形，以控制和減小它的危害。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形控制是保障施工進度的重要因素之一，更是關(guān)乎建筑質(zhì)量安全的重要因素。故而合理有效的控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形十分重要。但我們也必須認(rèn)識到，我國具有專業(yè)焊接技術(shù)人才所占比例仍然十分不足，在監(jiān)督管理制度上也不完善。所以，鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的有效控制保障不僅局限于單純的技術(shù)上，還要建立和培養(yǎng)焊接人才以及相關(guān)的法律法規(guī)，在有關(guān)監(jiān)督、查收方面做到位。只有以具有高素質(zhì)焊接人才作為基礎(chǔ)，法律法規(guī)的有力監(jiān)督作為保障，才能合理、科學(xué)、有效的控制鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形，從而為我國的建筑質(zhì)量安全提供可靠保障。

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