鋼結構焊接變形防治方法

張志國

（身份證號：131002197608084658）

鋼結構焊接變形防治方法

張志國

（身份證號：131002197608084658）

現階段，焊接已經廣泛應用于鋼結構的制作和安裝工藝。焊接鋼結構強度較高，具有良好的穩定性，逐步在建筑結構中占據主要地位。但是與此同時，鋼結構焊接變形問題也日益突出，影響了鋼結構的尺寸精度以及外形的美觀，而且還對工程質量造成了不良影響，同時也帶來大量復雜的矯正工作，因此采取有效措施控制鋼結構變形勢在必行。本文分析了鋼結構焊接變形的影響因素，著重論述了防治焊接變形的有效措施和方法，以供同仁參考借鑒。

鋼結構；焊接；變形；防治措施

引言

現階段，我國建筑鋼結構飛速發展，各種焊接技術和方法日新月異。然而，在實際施工過程中，由于焊接產生的殘余變形和殘余應力，嚴重影響著工程的制作精度，進而會影響安裝進度、質量甚至會導致承載力的大幅降低。對此，必須全面分析和了解各類焊接變形的成因，并采取一系列有效措施控制焊接變形量，以確保不斷提高生產效率和鋼結構工程質量。

1　鋼結構焊接變形概述

所謂焊接變形，就是指鋼結構在焊接過程中，由于施焊電弧高溫引起的變形，以及焊接完成后在構件中的殘余變形現象。在上述兩類變形中，焊接殘余變形是影響焊接質量的主要因素，同時它也是破壞性最強的一種變形類型。

焊接殘余變形對結構的不同層次的影響分為整體變形和局部變形；根據變形的不同特點則可分為：彎曲變形、角變形、扭曲變形、收縮變形、波浪變形以及錯邊變形。在這些變形類型中，除了波浪變形和角變形屬于局部變形之外，其它類型的變形屬于整體變形。一般情況下，鋼結構發生變形類型多為整體變形。

2　控制鋼結構焊接變形的方法

一般情況下，控制焊接殘余變形必須從鋼結構構件設計和施工工藝兩個方面同時采取措施。

（1）在鋼結構構件結構設計上，除了要確保強度和使用性能滿足要求之外，還要滿足構件制造過程中焊接變形最小及耗費勞動工時最低的要求。焊接工藝是鋼結構施工中的重要環節。合理的焊接工藝可以有效減少應力集中，從而減少焊接變形。

（2）為了控制構件焊接變形，必須要采取有效措施。在實際操作過程中，可以將構件分為若干小部件與構件分段，從而使焊接變形分散在各個部件上，便于構件變形的控制與矯正。另外，對每一條主要焊縫，盡可能選擇小的焊腳尺寸和短的焊縫，避免焊縫過分集中和交叉布置。

2.1利用裝配和焊接順序來控制變形

焊接順序是影響焊接結構變形的主要因素之一，采用合理的裝配和焊接程序來減少變形，是一種防止變形發生的好辦法。安排焊接順序時應注意下列原則：

（1）要盡量采用對稱焊接。對于具有對稱焊縫的工作，最好由成對的焊工對稱進行焊接，從而使由各焊縫所引起的變形相互抵消一部分。

（2）對某些焊縫布置不對稱的結構，應先焊焊縫相對較少的一側。

（3）依據不同焊接順序的特點，以焊接程序控制焊接變形量。常見的焊接順序有分段退焊法、分中分段退焊法、跳焊法、交替焊法以及分中對稱法五種。

2.2剛性固定法

剛性固定法對于減小變形很有效，而且在進行焊接時不必過分考慮焊接順序。但是有些大件不容易固定，且焊接完成撤除固定后，焊件還有少許變形和較大的殘余應力。一般來說，這種方法適用于焊接厚度小于6mm及韌性較好的薄壁材料，該方法與反變形法配合使用能夠達到較好的效果。對于形狀復雜、尺寸不大且成批生產的焊件，通?？梢栽O計一個能夠轉動的專用焊接胎具，防止變形的同時又能提高生產率。

2.3散熱法

散熱法也被稱為強迫冷卻法，就是將焊接處的熱量迅速散走，使焊縫附近的金屬受熱面大大減少，達到減小焊接變形的目的。這種方法相對比較麻煩，一般不宜用于對于淬火傾向大的鋼材，否則易裂。

2.4錘擊焊縫法

所謂錘擊焊縫法，就是用圓頭小錘對焊縫敲擊，以減少焊接變形和應力。錘擊時用力要均勻，一般采用0.5～1.0kg的手錘，其端部為R=3～5mm的圓角。底層和表面焊道一般不錘擊，以防止金屬表面冷作硬化。

2.5反變形法

在焊前進行裝配時，預置反方向的變形量為抵消（補償）焊接變形，這種方法叫做反變形法。

3　鋼結構構件焊接變形的矯正

鋼結構的建造過程中，盡管在其構件設計和施工工藝上采取了相應措施來控制焊接變形，但由于焊接過程的特點和施工工藝的復雜性，產生焊接變形仍是不可避免的。因此，對出現超出設計要求的焊接變形必須進行矯正。

3.1機械矯正法

機械矯正法主要是通過利用外力，使構件產生與焊接變形方向相反的塑性變形，通過二者的相抵消，從而達到消除焊接變形的目的。這種矯正法一般情況下適用于工字梁、T型梁以及機座等一些簡單的小結構。

3.2火焰矯正法

所謂火焰矯正法，就是指利用不均勻的加熱使結構獲得反向的變形來補償或者是抵消原來的焊接變形。一般來說，火焰加熱的方式有以下三種：

（1）點狀加熱；

（2）線狀加熱；

（3）三角形加熱。

4　結語

綜上所述，由于材料、結構以及焊接工藝等因素的影響，鋼結構焊接容易發生變形，進而不僅會對鋼結構的尺寸精度、外形的美觀造成影響，而且還會影響工程質量。因此，在實際操作過程中必須要不斷總結經驗，積極采用科學合理工藝，盡可能減少構件變形。

[1]賈鵬程.鋼結構焊接變形的預防和處理方法探討[J].山西建筑，2004（16）.

[2]來完林，武清茹.淺談鋼結構的焊接變形[J].山西建筑，2001（04）.

TG404

A

1673-0038（2015）25-0139-02

2015-6-5