浅析对钢结构焊接的变形的控制研究.doc

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1、浅析对钢结构焊接的变形的控制研究【摘要】焊接残余变形是影响焊接质量的主要因索，也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形；根据变形的不同特点则可分为：角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错位变形。在这些变形类型中，角变形和波浪变形属于局部变形，而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型是整体变形。本文从焊接变形的基本类型分析和原因分析，并分析了影响焊接结构变形的因素，提出了钢结构焊接变形的控制以及防治钢结构焊接变形的工艺措施。【关键词】

2、钢结构焊接变形控制一、焊接变形的基本类型分析和原因分析1、焊接变形的基木类型所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程屮，由于施焊电弧高温引起的变形，以及焊接完成后在构件中的残余变形现象。在这两类变形中，焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素，也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形；根据变形的不同特点则可分为：角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错位变形。在这些变形类型屮，角变形和波浪变形属于局部变形，而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型

3、是整体变形。2、焊接变形产生的原因分析2.1钢结构刚度刚度是指结构体对拉伸方向和弯曲变形的抵抗能力。钢结构的刚度主要取决于结构截面形状和尺寸的大小。例如，工字钢截面和纵向桁架变形量，主要取决于其截面面积的眩杆截面人小的部分。再如，工字型、丁字型或其他形状的型钢的弯曲变形量主要取决于截曲的抗弯刚度。焊接连接缝位置和数量；当钢结构刚度不足时，在设计焊接连接缝位置和数量时，应在结构体对称安排，且焊接顺序是合理的，构件只能产生线性变形；当焊缝为不对称的安排，产生的多为弯曲变形。2.2焊接工艺焊接电流偏大、焊

4、条直径较粗，使得焊接速度缓慢，可能导致焊接变形大；厚钢板焊接时，手工焊接方法比自动焊接方法引起的变形量较小；采用多层焊接工艺时，首层的焊缝收缩变形最大，第二和第三层焊接变形量分别是首层的20%和5%〜10%。也就是说，多层焊接的层数越多，焊接变形越明显；断续式焊缝与连接焊缝相比收缩变形量小；对接式焊缝的横向收缩变形量比纵向收缩变形量大2〜4倍；焊接顺序不当或在没有焊接妥当分部构件时就进行整体组装焊接，很容易产生焊接变形。因此，为了防治焊接变形，在焊接施工过程中必须制订合理的工艺措施。二、影响焊接结构

5、变形的因索影响焊接变形量的因素较多，有时同一因素对纵向变形、横向变形及角变形会有相反的影响。全面分析各因素对各种变形的影响，掌握其影响规律是采取合理措施控制变形的基础。否则难以达到预期的效果。1、焊缝截面积的影响焊缝截面积是指熔合线范I韦I内的金属面积，焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大。2、焊接热输入的影响一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头蜩性变形区增大，不论对纵向、横向或角变形都有变形增大的影响。但在表面堆焊时，当热输入增大到一定程度时，由于整个板厚温度趋近

6、，因而即使热输入继续增大，角变形不再增大，反而有所下降。3、工件的预热、层间温度影响预热温度和层间温度越高，相对于热输入增人，使冷却速度减慢，收缩变形增大。4、焊接方法的影响在建筑钢结构焊接常用的几种方法中，除电渣焊以外，埋弧焊热输入最大，在其他条件如焊缝面积等相同情况下，收缩变形最大。手工电弧焊热输入居中，收缩变形比埋弧焊小。C02气体保护焊热输入最小，收缩变形响应也最小。5、焊缝位置对变形的影响由于焊缝位置在结构中不对称，焊缝位置不对称等引起各种变形。6、结构的刚性对焊接变形的影响结构的刚性大小

7、，主要取决于结构的形状和具截面大小，刚性较小的结构，焊接变形大；刚性大的结构，焊后变形较小。7、装配和焊接规范对焊接变形的影响由于采取的装配方法不同，对结构的变形也有影响。整体装配完再进行焊接，英变形一般小于边装配边焊接。在工程焊接时间中，由于各种条件、因素综合作用，焊接残余变形的规律比较复杂，了解各因索单独作用的影响便于对工程具体情况作具体的综合分析。三、钢结构焊接变形的控制1、钢结构焊接节点构造样式多，比较复杂，焊接时的热输入量也较多，造成的焊接变形也更大。因此，在钢结构焊接节点构造设计时，应设

8、法控制焊接的数量和大小，尽可能减少焊接变形。2、钢结构节点焊缝时，应在保证结构具有足够承载能力的条件下，采用适当的坡口形状和尺寸，以减少焊缝截曲积及结构的焊接变形。对焊缝坡口形成与大小合理的选择应能够确保钢结构整体的承载能力充分。适当的坡口形状和大小，可以通过减少截而积，进一步减少结构的焊接变形量。3、焊缝位置尽可能对称于构件截面的中性轴，或者尽量靠近中性轴,同时应避免在高应力区。这对减少梁、柱等一类钢结构的挠曲变形有良好的效果。4、对于节点形式的选择，应选用刚性小的