解析钢结构件制作焊接变形的控制

杨志刚

摘 要：在钢结构的制作过程中，焊接属于是一种主要的连接方法，但是在具体应用的过程中，由于焊接所产生的变形问题，对于结构的质量也产生了一定程度的影响，如何根据焊接变形的规律性内容防止不良的制作问题，是工作人员面临的重要内容。本文通过对钢结构件制作焊接变形的控制方法进行探究，希望能够起到参考的作用。

关键词：钢结构件；焊接变形；控制分析

焊接变形往往会降低焊接的整体质量，甚至是影响下一道的施工工序，在对变形问题进行校正和消除的过程中，可能会耗费较多的物资和实践，并且面臨一些难以补救的情况，甚至不得不对材料进行报废。所以，针对钢结构制作工作，相关人员需要根据实际的理论内容，并利用相关的技术经验，与焊工之间展开密切的配合，这样才能进一步防范焊接变形问题，将其控制在合理的范围之内。

1.焊接变形的影响因素分析

1.1结构因素的影响

在对钢结构件进行制作的过程中，焊接结构的设计对于焊接变形问题有着极为关键的影响，同时也是一项最为复杂的因素。在工作原则上，是随着拘束度的增加，焊接参与应力也会随之增加，这样整个焊接变形的内容就会随之降低。如果拘束度出现较大的变化，那么钢结构件焊接变形的分析控制工作，就会产生较大的难度。所以，在结构设计的过程中，应该针对构件板的实际厚度，以及加强板、筋板的数量、位置等内容做出必要的优化，这样才能有效控制焊接变形的问题。

1.2材料因素的影响

对于焊接变形的控制问题，材料所带来的影响不仅仅来自于焊接材料本身，同时和母材也有一定的关系。材料自身的力学性能、热物理性能，都会导致钢结构件的焊接带来一定的变形影响。力学性能所带来的变形影响比较复杂，其中热膨胀系数的内容较为明显，随着热膨胀系数的增加，焊接的变形量也会随之增加；而热物理性能参数的影响主要体现在热传导系数上，热传导的系数越低、温度梯度越大，那么焊接变形的情况也就会越明显。同一种材料，在高温区的屈服极限、弹性模量会随着温度的变化而变化，这一点也需要在焊接工作中给高度的重视。

1.3工艺因素的影响

针对焊接变形问题，其中焊接工艺内容所带来的影响也不容小觑，在对钢结构件进行焊接的时候，在焊接方法、焊接热输入量、构件的固定、焊接的顺序，以及相关夹具的使用等内容，都可能会导致钢构件出现不同的形变问题。在各类工艺因素中，焊接顺序的设定，对焊接变形问题造成的影响最为显著。在一般的工作情况下，对焊接顺序进行改变，可以对残余应力的分布情况进行改善，优化钢结构件的应力状态，尽量降低焊接形变问题。

2.焊接变形的控制方法

2.1大型钢板拼接梁的制作

在调查中发现，大型钢板的拼接梁，大都是拼焊成工字梁型的结构，形状一般比较长，所以在工作中，应该对其长度方向上出现的扭曲变形问题给予足够的重视，如果这类钢结构件出现变形问题，那么所带来的负面影响比较大，为了确保工作质量，相关人员在制作工序上，要进行较为严格的把关。

首先，在下料阶段，大型钢板梁的拼板，多数利用数控火焰进行切割下料，在操作过程中，割线的温度高达1500℃，而割线以外的温度为室温状态，所以就产生了较大的温差，在这种情况下，比较容易出现弯曲的问题，。所以工作人员在下料的过程中，不妨将板料放置在下料的平台上，然后寻找出板材的正确位置，对其执行预热工作，此举可以防止切割过程中板材发生不同程度的变形问题。与此同时，还应该在恰当的时间进行共边切割等操作，这样的操作也可以减少变形。

其次，在组装的过程中，应该先对电焊机的电流、电压参数进行调校，并及时清理焊接平台上的熔渣和飞溅物。点焊完成之后，可以利用宽座角尺来对工件的垂直度进行测量，如果发现不垂直的问题，那么可以利用榔头进行校正，并进行相应的加固处理。紧接着，需要按照图纸内容对工件进行组焊的操作，为了确保两个不同型号的工件可以具有尽可能理想的垂直状态，在组焊之前，可以利用直角尺在两个型号不同的工件上绘制互相垂直的两条直线，后期按照对齐直线的方法进行电焊操作，并利用榔头进行校正和加固。

在大型钢板的拼接梁制作过程中，工字梁焊接工作至关重要，在执行中，工作人员应该对焊缝的位置展开有效的区分，按照三视图的标准，在其主视图上标字母，并按照正确的顺序进行焊接。焊接的时候，要以相同的方法来焊接焊缝，这样各处焊接形变都能够保持在允许的范围之内。

2.2不带加强筋工字梁焊接变形分析

在对工字梁进行制作的过程中，可能会出现局部变形、弯曲变形等方面的问题，工作人员应该根据实际情况，展开具有针对性的预防工作。

局部变形的内容主要表现在翼板上的角变形，其原因就是在焊缝的处理工作上存在着不当行为，且不同的焊缝接头，其角变形的特点也存在不同之处。在处理过程中，应该采取刚性固定的方法，对焊接板的刚度进行优化，对于那些具有特殊要求的工字梁焊接工作，可以利用反变形的手段，根据行业标准，预留出足够的反变形量。像借助液压千斤顶进行反变形操作的时候，可以按照数据进行正确的处理，适当的反变形，可以有效防止角变形问题的出现。弯曲变形主要是在完成焊接后，钢结构件实际中心线与设计中心线发生了偏离，并产生了一定程度的挠度。弯曲变形有焊缝横向收缩和纵向收缩这两种，所以在焊接的过程中，应该对钢结构件的刚度进行增强，并引入规范性较高的焊接手段，确定出一套完善的装配顺序，这样既能够增加焊接的刚性，同时也可以减轻钢结构件的弯曲变形问题。

当然，有一点是不能忽视的，在完成焊接工作之后，必须要进行相应的检验工作。检验的内容可以从两方面入手：一是根据检验项的内容入手，对焊缝的外观，以及其内部质量进行检查；二是按照有关的标准，对焊缝外观进行全面化的分析。

结语

总而言之，防止焊接变形的方法较为多样，从工艺方面入手，既能够达到理想化的焊接变形控制目的，同时还可以有效降低投入成本。随着焊接技术的不断发展，相关人员务必要按照工艺内容进行严格化的施工，控制变形问题的产生。

参考文献：

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