金属结构件组装及焊接变形控制

沙全柏（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

金属结构件组装及焊接变形控制

沙全柏
（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

摘要：金属结构件是一种用金属原料做的工艺，包含框架结构的和箱型结构两种形式。金属结构件的组装既需要焊接技术的支持，也需要生产技术的支撑。本文中主要介绍了在组装金属结构件的过程中影响变形与应力的重要因素，并且针对在焊接过程中所遇到的问题，提出了相应的解决办法，从而完善了金属结构件的组装与焊接变形控制。

关键词：金属结构件；组装；焊接；变形控制

金属结构件是一种用金属原料做的工艺，包含框架结构的和箱型结构两种形式。在生产这种结构件的时候，基本上都是首先利用焊接的技术对零部件进行锁定，在此之后组装各个部件，但是同时在生产的过程中因为焊接的应力可能造成金属结构件的变形，对其稳定性、精细度等产品性能都会造成很严重的影响，另外，这种焊接应力也会对金属结构件的形状、强度等造成影响，这样就会加大生产过后的产品矫正工作，浪费人力、物力、财力。面对这种现实情况，对金属结构件组装及焊接进行变形控制非常重要。

一、金属结构件的组装过程

金属结构件的组装主要包括三道工序。分别是下料、弯折、组装。下面我们逐一分析下这三道工序。首先，我们看金属结构件的下料，金属结构件的下料是生产过程中的开始，也是最基础的工作，因此下料质量的好坏直接影响到后面工作进行的顺利与否，因为下料所要打造的金属结构件种类很多，尺寸也不一，因此在进行下料工作的时候要注意下料的尺寸与形状是否和金属结构件相符，不要浪费也不要不够；其次，看一下金属结构件的弯折，之所以要进行弯折环节主要是因为适应金属结构件盖板的长度需求，弯折的部分主要是两端，同时还要保证两端的长度相同。我们一般使用火或者油这两种物质进行弯折；最后，就是金属结构件的组装，我们应该注意的是组装的时候应该按照金属结构件所给出的图纸、组装要求等来开展工作，将两边的坡口割开，注意清理割渣，然后依据要求进行组装工作即可。

二、出现焊接应力和焊接变形的原因分析

（一）结构件出现焊接应力的原因分析

首先我们需要明确一个问题，那就是焊接应力主要有三个作用方向，分别是横向、纵向与厚度。下面我们详细分析一下这三个方向的作用力。横向应力是与焊缝轴成90°角的垂直应力，纵向应力是与焊缝轴平行的应力。而金属结构件出现各方面应力的主要原因就是由于受热的不均匀，因为焊接金属结构件的时候，焊接处的温度会比周围的温度高，这样金属结构件的焊接处就会受热膨胀，导致体积的变化，从而导致了金属结构件的变形。在此变形的过程中，离焊接处比较近的地方主要是受热力的影响，而最近的地方是受到了压力的影响。图1展示的便是出现焊接变形的情况。

（二）结构件出现焊接应力的原因分析

在这部分的分析中，我们还是应该明确金属结构件的变形有局部与整体变形之分。局部变形，顾名思义就是在焊接过程中出现的局部性的变形，这类型的变形可以很容易矫正，而整体变形是与局部变形相对应的，指的是在结构件的焊接过程，整个结构发生了变化，在一般情况中整体变形这种比较严重的状况是不会出现的。

三、减少焊接过程中焊接应力与焊接变形的方法

（一）确定合理的焊接次序

在同样的焊接结构中，不同的金属结构件焊接次序能够对焊接应力与焊接变形产生不同的影响，因此要减少焊接过程中的焊接应力与焊接变形，需要确定合理的焊接次序。而具体的焊接次序的确定可以依据下面几个原则。其一，先焊接收缩严重的焊缝，后焊接收缩不严重的焊缝，这是因为越先焊接的阻力越小；其二，运用对称焊接技术，这是因为对称焊接大大减少了二次变形的可能，也避免了不均匀受热情况的发生，从而能够有效得控制金属结构件的整体，不会出现整体变形的情况；其三，要对结构比较大的金属结构件

图1 底板弯折示意图分段退焊，这样做的目的是确保受热均匀，减少变形的情况出现。

（二）选择合理的焊接方向

长度较长的结构件在焊接中受到比较大的应力，其中中段受到的应力最大。如果直接进行焊接的话容易导致金属结构件的整体变形或者局部变形，因为这样的话每个方向的受热是不均匀的，因此要让横向与纵向焊接能够自由收缩。

（三）尽可能使焊缝的尺寸和数量减少

我们在进行金属结构件的焊接时，需要使得焊缝之间保持合适的距离，不能让其集中在一起，但是如果需要焊接的金属结构件的尺寸很小的时候，要尽量的减少焊缝的数量，因为焊缝越多就越有可能造成金属结构件的局部或者整体变形。

结语

通过以上对金属结构件焊接情况的分析，我们要注意按照其特点，采用相应合理的办法对金属结构件进行焊接，从而减少焊接过程的有可能出现的局部或者整体变形。

参考文献

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中图分类号：TG404

文献标识码：A