大型钢结构制作中焊接变形的控制分析

袁 鑫

中铁科工集团有限公司 湖北 武汉 430000

正文：

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。