防治钢结构建筑焊接变形的施工技术分析

白树生

摘要：作为钢结构连接以及制作的重点技术，焊接已经被十分广泛的使用在了钢结构的装设以及制作工艺的当中。但是，在焊接当中所带来的变形问题不但会对于钢结构的使用功能以及外观带来不好的影响，更严重的还会引起焊件的废弃，进而给企业带来十分严重的经济损失。尤其是在大型钢结构构件的焊接施工过程当中，该问题体现的非常显著。基于上述问题，一定要对与焊接变形所产生的原因进行分析，并且采用相应的解决对策，对建筑焊接变形量开展有效的控制，确保钢结构工程的质量以及生产效率，减少企业的生产投入。

关键词：钢结构 焊接变形 施工技术

—、引言

建筑工程当中的一些零部件假如出现了焊接技术变形的话，就将会对于建筑的总体质量带来比较大的影响，并且这些零部件所承担的荷载也将会比规定值降低不少，或许还会出现不可预知的危险。只有对于建筑的每一个构件开展整体上的分析，对于不相同的焊接变形状况开展详尽的分析与研究。并且尽可能的给出一些解决的对策，这样一来才可以确保整体工程的质量，提升整体企业的生产效率，与此同时也可以带来很多能够借鉴的经验。

二、建筑钢结构焊接变形的概论与分析

钢结构的构件重点包含栓接、焊接以及铆接等比较可靠的连接方式，焊接技术已经被非常广泛的使用在钢结构的装设以及制造过程当中，更多的还是使用在构件的制造过程当中。焊接技术作为钢结构制作过程当中非常重要的连接技术，其还是会存在很多的缺陷，特别是存在着焊接变形的问题。一方面来说，在焊接的过程当中会出现高温，在冷却之后将会带来一定的收缩应力；从另一方面来说，受热不均匀以及温度收缩将会带来钢结构构件的形变，进而影响到钢结构的外观以及具体性能。

在焊接过程當中焊缝及其周围的部分会因为受热出现膨胀，而周围的低温部分又会限制其产生膨胀，这样一来，在焊接的区域当中就会出现变形以及收缩应力。进而带来不同程度的纵向以及横向收缩变形。这就是引起多种焊接变形的重要原因。钢结构焊接在冷却到常温条件之下，焊接的焊缝以及周围位置的拉应力没有跟母材的压应力实现很好的平衡.这样一来就会造成构件自身出现焊接残余应力。在残余应力的作用效果之下，焊件就将会出现多种形式的变形，通常来说构件变形主要可以划分成两种状况：整体变形以及局部变形，整体变形重点包含翘曲变形以及纵向收缩变形；局部变形重点包含扭曲变形、角变形以及波浪变形。

三、建筑钢结构焊接过程当中变形的影响因素分析

1.焊接位置的设立：焊缝需要沿着焊件开展对称的分布以及设立，否则的话将会出现弯曲变形；

2.构件的刚度：焊件在焊接之后。焊缝将会带来纵向收缩变形以及横向收缩变形进而产生拉应力，针对刚度比较大的焊件来说，在拉应力的效果下所引起的变形非常小，但是刚度比较小的焊接构件在拉应力的作用之下将会产生非常大的变形。

3.拼装以及施焊的具体流程：科学合理的拼装流程以及施焊流程进行良好的协调配合，可以非常好的限制焊件的变形。针对长焊缝来说，需要采取跳焊法、分段退焊以及多人对称焊等方法，需要首先对于收缩量比较大的焊缝开展焊接，并且需要预留出焊接的收缩余量，亦或是通过反变形法开展合理的控制；

4原材以及拼装的质量：原材料以及拼装也将会对于焊接形变带来一定程度的影响。举例来说，如果拼装的间隔太大，焊缝所产生的横向收缩也会相应变大：

5.焊接方法：在采取定位焊的焊接方式时候其预热的温度需要大于正式焊的预热温度大约20-50℃。其质量要求跟正式焊要求相同：

6.工艺参数：在众多的焊接参数当中，焊接线能量跟焊接变形量成正比例关系，如果焊接线能量越大那么在焊接过程当中所引起的塑性变形区域就会越大，在焊接之后的焊接变形就会越大，相反就会越小：

7.焊接之后的消除应力处理：可以通过加热退火开展消除应力处理，如果仅仅是为了保持结构尺寸的稳定，可以采用振动法来除去应力：

8.焊接节点的设计：方便焊工开展操作，降低焊接所引起的收缩应力以及构件的尺寸，减少收缩应力不够匀称的状况，更为关键的就是能够防止应力集中。

四、钢结构焊接变形防治

（一）焊接节点构造设计

1.对于焊缝的数目以及大小开展控制。如果钢结构的焊缝尺寸比较大而且数目较多，在焊接过程当中所输入的热量也会相应增加，引起的焊接变形也会更为明显。所以，在开展钢结构焊接构造设计过程当中，需要想办法控制好焊缝的数目以及尺寸，尽量降低焊接所引起的变形。

2_结合具体的焊接工艺选取科学合理的焊缝坡口尺寸以及形状。焊缝坡口的形成以及尺寸的选取要能够保证钢结构总体的承载水平。科学的坡口尺寸以及形状，可以通过降低截面积，进而降低焊接所引起的变形。

3.焊接节点的部位需要处在构件界面的对称位置她焊接构件中性轴焊接的具体位置需要尽量在构件界面中性轴所对称的部位，或者是尽可能的靠近中性轴。与此同时需要防止处在高应力区域。

4.针对节点形式的选取，应该选取刚性比较小的节点形式。节点不能够设立在三向以及双向交叉位置，这样一来就可以防止因为焊缝集中而引起的高温以及焊缝的应力集中，进而有效的降低焊接变形。

（二）工艺措施

1.组装和焊接顺序

钢结构的制造以及装设需要在同一个标准面之上开展。该种平台需要保证所承受重力的能力足够强大。不会产生钢结构失稳以及沉降的情况，进而符合构件装设的具体规定。在对于小型构件开展焊接的时候可以一次性完成，就是在焊接结束位置固定好之后，采用合理的焊接顺序来进行装设。但是大型的钢结构在装设与焊接过程当中应该先把小的构件焊接完成，然后再开展最终的装设以及焊接工作。在开展部件装设的时候，为了避免在装设当中产生不必要的变形以及应力，需要保证零部件符合构件所要求的尺寸、形状以及样板，并且在开展装设的过程当中不可以出现较大外力的强行装设，这样能够避免零构件较大约束力以及过度焊接应力所引起的变形。除此之外，在装设以及焊接过程当中需要保证焊接接头的热量保持均匀，尽可能的消除应力并且降低变形；焊缝需要实现坡口角度、T型贴角、搭接长度以及对接间隙等尺寸没有偏差，并且其大小以及类型需要跟构件的设计以及焊接规范相符合。

2.反变形

因为在冷却的过程当中焊缝会出现收缩反应，结果就会导致其减小了构件在焊接之后的尺寸。对于这一问题，为了补偿热胀冷缩所引起的变形，在对大型钢构件开展焊接的过程当中经常使用反变形的措施。反变形就是在开展焊接之前让构件提前产生变形，应该使得变形的方向跟焊接引起变形的变形量大致相同、方向要相反。比如，为了避免工字钢粱上盖板与下盖板的焊接角出现变形，可以在焊接之前使用折边机或者是油压机在反方向提前压弯盖板。

3.焊件夹具

大型的钢构件在焊接接头的时候每个零件以及工件在焊接应力以及自身重力的作用之下，想要很好的固定其位置是很难的。因此，每个焊接的零件以及工件不但需要使用焊接平台进行位置固定，还应该使用焊件夹具进行更为牢固的夹紧，进而避免工件出现变形。

结语：综上所述，焊接变形对于建筑工程钢结构的施工质量带来了不良的影响。为了更好的避免焊接变形，一定要对于焊接节点构造开展合理的设计，提升焊接技术的质量，强化对于焊接施工的有效管理，使用科学的对策来对于焊接变形开展控制，这对于确保建筑工程钢结构的施工质量、提升施工效率具备关键的意义。通常情况下，通过选取科学的焊接节点构造设计对策以及技术对策，能够很好的控制钢结构的焊接变形，进而实现保证施工质量的目的。但是因为结构、焊接施工场地环境以及材料等多种因素的影响，还需要在具体实践当中持续积累以及总结焊接经验，提升控制焊接变形技术以及焊接应力水平。