鋼結構焊接中存在問題原因分析與預防研究

摘 要：介紹了焊接中的局部變形、構件側彎、構件扭曲、構件下撓等產生的原因，有針對性的提出了若干預防措施。

關鍵詞：焊接；鋼結構；措施

在鋼結構工程中，由于有些構件的外形尺寸較大，形狀多樣，焊縫多，焊接位置不對稱，或操作不當等因素，常出現各種焊接問題，影響鋼結構的拼裝質量和降低鋼結構的使用壽命。本文就鋼結構制作焊接中存在的問題及產生的原因進行分析，并提出相應的預防措施和處理方法。

一、焊接中的局部變形和角變形

（一）產生的原因。（1）制作構件的剛性小或不均勻，焊后收縮，變形不一致。（2）制作構件本身焊縫布置不均、導致收縮不均勻，焊縫多的部位收縮大，變形也大。（3）加工人員操作不當，未進行對稱分層、分段和間斷施焊，焊接電流、速度和方向不一致，造成構件變形不符合要求。（4）焊接時“咬肉”過大，引起焊接應力集中和過量變形。（5）焊接放置不平，應力集中釋放時引起變形。

（二）預防措施。（1）設計時，盡量使構件各部分剛度和焊縫均勻布置，對稱設置焊縫，減少交叉和密集焊縫。（2）制定合理的焊接順序，以減小變形。（3）對尺寸大和焊縫多的構件，采用分段、分層和間斷施焊，并控制電流、速度和方向一致。（4）手工焊接較長焊縫時，應采用分段進行間斷焊接法，由工件的中間向兩頭退焊，焊接時人員應對稱分散布置，避免由于熱量集中引起變形。（5）形狀不對稱的大型構件，應將小部件組焊矯正完變形后，再進行總組裝配焊接，以減少整體變形。（6）構件焊接應經常翻動，使變形互相抵消。（7）對焊后易產生角變形的零部件，應在焊前進行預變形處理。（8）對外焊加同件，用增大構件剛性來限制焊接變形，加固件的位置應設在收縮應力的反面。

（三）處理方法。對已變形的構件，如變形不大，可人工用卡具矯正：如變形較大的，可用火焰矯正；對局部變形可用火烤變形部位矯正；角變形采用邊烤邊用千斤頂施壓的方法予以矯正。

二、構件側彎

（一）產生原因。（1）構件組未搭設平臺，基準面出現側彎，焊接后產生彎曲。（2）構件組裝間隙不均，焊接后收縮向間隙大的一側彎曲。（3）組裝與焊接工藝順序不當，強行組裝，焊接后還存在較大殘余應力，焊后放置不平，支點太少或支點位置不正確而產生彎曲。（4）運輸、堆放、起吊點不當，導致構件一側彎曲變形。

（二）預防措施。（1）構件組裝應在找平的鋼平臺上進行，焊接前掛通線檢查。（2）構件節點間隙應保持均勻一致，按工藝設計的焊接順序進行焊接，避免不對稱焊接。（3）構件運輸、堆放和起吊點應保持受力一致，避免其側向出現大應力而造成側彎。

（三）處理方法。采用火焰法，在側彎的一側用三角加熱法矯正，或用千斤頂矯正。

三、構件扭曲（桁架類構件）

（一）產生原因。（1）節點角鋼拼接不嚴密，間隙不均或節點尺寸不符合要求，焊接后收縮不一致。（2）組裝工藝與焊接順序不當，未對稱分層、分段或間斷施焊，而是將一個節點或一個面一次焊完，從而引起扭曲變形。（3）構件拼裝在地面上進行，基準面高低不平，造成構件焊接后尺寸不準和扭曲不平。（4）對剛度差的構件，翻身時未進行加固，翻身后未檢查找平就進行焊接。（5）焊接時，未設胎具和夾具等將構件夾緊的工裝。

（二）預防措施。（1）下料前需對焊件節點放樣，按放樣尺寸下料。（2）拼裝節點的連接角鋼與母材之間用夾緊器或卡口卡緊，點焊同定，再進行拼裝。（3）構件在拼臺上拼裝，尺寸大者可設馬凳找平，作為主裝基準面，構件全長應拉通線或用水平儀找平。（4）焊接時，操作者要對稱分散分布，使收縮應力分散，以借自身的剛性抵消部分變形。（5）組對焊接位置要墊平，支點選擇正確，以避免焊接應力釋放時產生變形。（6）隔板加工時，應控制對角線誤差在1～2 mm范圍。（7）焊件吊運或翻身時，應防止猛烈沖擊，對側向剛度差的物件翻身前要加固，翻身后要找平。（8）拼裝節點焊接應有反變形措施。

（三）處理方法。一般扭曲變形，可采用千斤頂頂壓和火焰烘烤加熱相結合的方式進行矯正。視扭曲變形情況，用火焰打開翹曲處的主焊縫，將腹板或翼板分別用火焰矯正后再焊。

四、構件下撓

（一）產生原因。（1）制作時未按設計和規范要求拱度起拱。（2）制作角度不準確或構件尺寸不符合設計要求。（3）放線時，未考慮起拱數值。（4）連接處未用卡具卡緊。（5）屋架立拼裝，中間支（頂）點下沉或變曲。

（二）預防措施。（1）構件放線拼裝時，要按設計規范規定的拱度值起拱。（2）嚴格按鋼結構構件制作允許偏差進行檢驗。（3）在小拼過程中，嚴格控制累計偏差。（4）屋架立拼裝時，支承點和支架應有足夠的強度和剛度，支點處須夯實。

（三）處理方法。已下撓的構件采取割開中間節點焊縫，按要求起拱后，重新焊接處理。