大型钢结构制作中焊接变形的控制分析

1 前言

本身, 大型钢结构焊接技术相对比较系统复杂, 涉及到技术比较多。在施工时候可能会运用到一些复杂计算和操作。因此, 对于大型钢结构在制作时候, 要针对其焊接变形情况加以控制, 工作人员也要控制好每个环节。这样才不会出现质量方面问题, 才能够保证工程不受到损害。

2 影响因素

目前, 影响钢结构焊接变形因素有很多种。因此, 以下主要是针对其常见影响因素展开分析。

2.1 材料影响

材料是大型钢结构制作过程当中最重要影响因素之一。在焊接当中经常会运用到母材和焊材这两种材料。这两种材料在物理和热力学上性能有很大区别, 它们对焊接效果也会产生不一样影响。大型钢结构制造过程会出现焊接变形原因主要有以下这两个方面。第一原因就是温度梯度, 第二个原因就是材料热传导系数。这两者之间存在反比例关系, 随着热传导系数变小, 温度梯度会变大。材料是影响焊接最直接因素, 它也会导致出现严重焊接变形情况。要注重材料选择问题。不过, 材料的物理性能要比热力学性能影响结构变形大一点。其中, 膨胀系数最为典型。除上面这两个影响因素之外, 大型钢结构焊接还会受到高温环境、材料屈服基线等多重因素影响。在这些因素作用之下, 所使用材料受力可能会降低, 会出现严重变形情况。从这方面也可以看出, 材料是非常关键环节。

2.2 焊接坡口影响

焊接坡口也是影响焊接工艺的原因之一。这个问题在实际操作过程当中, 往往会被大家忽视。其实, 焊接坡口会跟变形程度形成正比关系。当坡口越小, 变形程度就会越小。在不同工艺水平之下, 焊接坡口影响焊接工艺效果也有本质区别。在焊接时候要遵循一定规范, 可以适当减少焊条摆动, 从而减少焊接变形情况出现。

2.3 钢结构刚度影响

所谓钢结构刚度, 主要是说在弯曲和拉伸情况下, 钢结构所能够承受的抵抗力。对钢结构刚度能够产生影响因素主要有钢结构截面尺寸和形状。钢结构截面尺寸会对纵向桁架和工字钢截面变形量产生影响。同时, 其截面形状抗压刚度也会对其形态弯曲有影响。

2.4 焊缝位置影响

不同钢结构, 焊接位置也有所不同。不同焊接缝隙也会对结构产生影响。因为钢结构在特殊受力情况下会出现焊接缝, 受力状态会发生变化。在受到外界作用力影响之下, 焊接缝也会导致焊接出现变形情况。从而对钢结构整体安全可靠产生不利影响。为此, 在施工时候应该重点控制焊缝位置。

3 焊接变形控制

虽然, 在目前焊接工艺当中还会存在着很多问题。但是, 焊接工艺对于大型钢结构有着很重要作用的。可以通过以下这些方法针对其焊接变形问题展开控制。

3.1 控制材料和规范焊接顺序

在焊接过程当中, 所需要使用材料非常多。控制好材料, 就是从源头上控制焊接变形情况出现。在选择材料时候一定要选择符合施工标准和实际操作材料。购入材料时候要选择有资质生产厂家, 从而才能够有效保证材料质量。为了规范焊接变形情况出现, 可以适当规范焊接顺序。针对小组件焊接工作, 要保证其在焊接完成之后能够与整体大型钢结构相符合。在此过程当中, 还要注重部分零件装配变形情况。要做好零配件管理工作, 按照焊接标准选好零配件。最大程度上避免出现变形和受力过大问题呢, 从而让大型钢结构制作能够更加可靠安全。

3.2 注重焊接坡口和优化设计

在工作当中可能会很容易忽视焊接坡口问题。因此, 要把其作为工作重点。对于施工工艺选择也要符合科学施工原则。其工艺和标准要符合实际情况。在焊接加工之前, 要能够了解钢结构基本特征。要选择最恰当方法, 要按照设计标准来操作。在展开焊接工作时, 要把钢材翻转到背面, 在坡口1/3处开展焊接工作。最后再转翻焊接其他部分。这是焊接坡口最重要工作之一, 它能够在大型钢结构制作过程当中发挥很大作用。这项工作只需要进行两次翻转就可以了, 不需要翻转太多次, 这样才能减少焊接变形情况出现。

3.3 注重钢结构刚度

不同钢结构节点和构造都有所不同。所以工作人员需要重视钢结构刚度, 在工作中要根据实际情况, 选择更加高效焊接控制变形方式。比如说选择适合的焊接工艺, 也能够保证钢结构刚度不受到影响。常用的焊接工艺有对称焊接, 分段焊接方式, 可以根据实际情况选择。一般情况下, 都喜欢采用对称焊接, 其可以减少变形程度出现, 也不会对钢结构造成重大影响。在焊接不同厚度组件过程当中, 要最大程度上避免出现截面变形情况。这个时候可以采用坡度过渡方法, 其能够减少应力集中情况出现。对于截面变形情况要加以控制, 才能保证焊接工作顺利。

3.4 控制好焊缝

焊缝尺寸要严格把控, 焊缝在布置方面应该对称, 连接之处应该光滑。焊缝在相交处可能会导致钢材变脆。所以要尽可能把焊缝数量和尺寸减少。把焊缝尺寸控制在合理范围之内, 选择合适焊接参数和材料。通过这些方式, 可以减少刚才出现脆弱或者是变形情况。另外, 对于使用的施工工艺要慎重选择。技术人员要能够熟练掌握热处理方式。通过热处理和振动时效结合, 可以非常有效降低应力情况出现。在此过程当中, 可能会运用到含锰或者含硅较高材料。其能够消除热胀冷缩影响, 防止出现焊接应力情况。科技不断发展, 在未来焊接工作当中都可能会应用到更多新型材料。

4 结束语

大型钢结构焊接质量对整个工程安全和质量都会产生巨大影响。随着科技水平不断提升, 钢结构焊接工艺也在不断前行和发展。其在操作过程当中很容易出现突发情况, 出现变形情况原因有很多种。在操作时候可能会受到温度、湿度等原因影响。因此, 要对大型钢结构开展焊接变形控制措施分析。通过焊接变形控制, 可以有效提高钢结构整体水平。

摘要：社会快速发展, 很多新型技术已经渐渐融入到钢铁行业当中。目前钢结构被广泛应用到很多公共基础设备建设中。在建设这些设备时候, 就必须要运用到焊接技术。为此, 本文主要是针对大型钢结构制作过程里焊接变形控制进行分析。

关键词：大型钢结构,制作,焊接变形,控制

参考文献

[1] 付瑶, 樊亚斌, 崔岩.B型地铁转向架横梁组成焊接变形控制[J].电焊机, 2017 (08) .

[2] 周立红.浅析大型钢结构焊接变形控制技术[J].工程建设与设计, 2017 (05) .

[3] 韩延辉, 田成福, 张莉莉.建筑钢结构的焊接工艺及其性能研究[J].铸造技术, 2016 (02) .

[4] 张志刚, 张拥军.钢结构焊接变形的种类与火焰矫正[J].民营科技, 2015 (08) .

[5] 林焱彬.大型钢结构制作中焊接变形的控制[J].江西建材, 2016 (20) .

[6] 钟英福.浅谈薄板钢结构焊接变形质量控制与管理[J].山东工业技术, 2016 (05) .