鋼結(jié)構(gòu)件的焊接及變形質(zhì)量控制

張振鋒

【摘要】鋼結(jié)構(gòu)件制作作為我國現(xiàn)階段社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展中非常重要的組成部分，長期以來我黨及其政府部門對其進(jìn)行了大量的人力、物力和財(cái)力方面的投人，取得了非常顯著的成果。隨著現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在其鋼結(jié)構(gòu)件制作的過程中不斷引進(jìn)現(xiàn)代化的施工技術(shù)成為現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需求?；诖耍疚膶⒅胤治鎏接戜摻Y(jié)構(gòu)件的焊接及變形質(zhì)量控制，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；焊接；變形

【中圖分類號(hào)】TU758

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

1、鋼結(jié)構(gòu)件的主要焊接技術(shù)

1.1高強(qiáng)焊接技術(shù)

高強(qiáng)焊接技術(shù)是我國工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接中最常使用的一種焊接技術(shù)，也是我國最為頂尖的一種焊接技術(shù)，代表了我國鋼結(jié)構(gòu)焊接的水平。高強(qiáng)焊接技術(shù)的核心點(diǎn)在于“強(qiáng)”，因?yàn)楦邚?qiáng)焊接一方面是要求焊接材料的強(qiáng)度，必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，其次對于相互焊接的母材之間也明顯存在“強(qiáng)”相關(guān)性，否則就無法將兩者母材焊接在一起。另外一方面是指對焊接接頭的強(qiáng)度要求，因?yàn)楹附硬牧系膹?qiáng)度比較高，因此焊接接頭也必須要比焊接材料的強(qiáng)度更高，這樣才能達(dá)到很好的焊接要求。在使用高強(qiáng)焊接技術(shù)時(shí)，施工人員必須要加強(qiáng)對焊接接頭以及焊接材料的強(qiáng)度檢查，只有這樣才能確保焊接的質(zhì)量。

1.2低溫焊接技術(shù)

低溫焊接技術(shù)是我國目前使用率最高的一種焊接方法。它是在低溫環(huán)境下所采取的一種焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)的難度要比高強(qiáng)焊接技術(shù)要求高，需要對施工的環(huán)境進(jìn)行密封處理，以此來達(dá)到低溫焊接的最佳要求。低溫焊接環(huán)境密封處理的方法主要有物理封閉和氣體封閉，物理封閉需要在需要焊接的地點(diǎn)周圍搭設(shè)防護(hù)層來隔絕焊接區(qū)域，從而保障焊接區(qū)域的低溫。氣體封閉則相對更加高級(jí)，是在焊接過程中使用氣瓶進(jìn)行的保溫處理。不論是物理封閉還是氣體封閉，其最終的目的是為了保障低溫焊接的質(zhì)量，避免由于環(huán)境因素導(dǎo)致焊接失敗或者焊接質(zhì)量不高的問題發(fā)生。

2、鋼結(jié)構(gòu)件的焊接變形及質(zhì)量控制

2.1鋼結(jié)構(gòu)件的焊接變形

2.1.1角變形

角變形大多出現(xiàn)在丁字接頭、對接、搭接以及堆焊焊接時(shí)，主要原因是橫向收縮變形在厚度方向上分布不均勻。板的剛度以及構(gòu)件的壓縮塑性變形的大小和分布情況直接影響角變形的大小。這是因?yàn)榫€能量的進(jìn)一步提高，使得板背面的溫度隨著提高，正反兩面的塑性變形量的差值可能降低，所以角變形反而減少。對于同樣的板厚和坡口形式，多層焊比單層焊角變形大，焊接層數(shù)越多，角變形越大。

2.1.2橫向收縮變形及其產(chǎn)生的撓曲變形

焊接線能量越高，橫向收縮量越大，板厚越大，橫向收縮量越小，因此焊接線能量和板厚直接影響橫向變形的大小。由于焊接的先后順序，后焊的焊縫會(huì)受到先焊焊縫的橫向收縮的擠壓作用，從而導(dǎo)致更大的橫向壓縮變形，焊縫的橫向收縮沿著焊接方向是由小到大逐漸增長，一定程度后趨于穩(wěn)定。因此橫向變形沿焊縫長度上的分布是不均勻的。

2.1.3縱向收縮變形以及由它所引起的撓曲變形

壓縮塑性變形的大小直接影響縱向收縮變形的大小，而焊接參數(shù)、焊接方法、焊接順序以及材料的熱物理參量直接影響壓縮塑性變形。一般情況下，焊接線能量越大，縱向收縮變形越大，焊縫在構(gòu)件中的位置不對稱時(shí)，焊縫引起的應(yīng)力就是不均勻的，這樣它不但使構(gòu)件縮短，同時(shí)還使構(gòu)件彎曲，產(chǎn)生撓曲變形。

2.2鋼結(jié)構(gòu)件的焊接變形控制

2.2.1正確選擇裝焊順序

焊接結(jié)構(gòu)變形的大小與其本身的剛性大小是成反比的，而焊接結(jié)構(gòu)的剛性是在裝配與焊接過程中逐漸加大的，結(jié)構(gòu)整體的剛性總是比零部件的剛性大，故在焊接鋼構(gòu)件時(shí)，應(yīng)盡可能先裝配成整體后再焊接。如：工字梁或H形鋼的拼接，即可采取先裝配后焊接的工序，裝成工字梁或H形鋼后其剛性較強(qiáng)，焊后四條焊縫的縱向收縮一致，故其彎曲變形較小

2.2.2加強(qiáng)焊接環(huán)境控制

焊接結(jié)構(gòu)變形的一個(gè)重要成因是由于焊接前后的溫差引起的內(nèi)部應(yīng)力造成的，所以控制焊接前后溫差控制至關(guān)重要。通常措施是在焊接前對焊件進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱，避免或減弱焊件溫度急劇上升：對焊接完畢的構(gòu)件采取保溫措施，縮小焊件與環(huán)境溫度的溫差，避免焊件溫度急劇下降。保證焊接環(huán)境的穩(wěn)定性，從而保證焊接構(gòu)件的質(zhì)量穩(wěn)定性。

2.2.3正確選擇焊接順序和焊接方向

一般先焊的焊縫易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，因結(jié)構(gòu)的剛性隨著焊接的進(jìn)行而加強(qiáng)，而先焊的焊縫結(jié)構(gòu)剛性較小，易產(chǎn)生變形。

2.2.4剛性固定法

鋼板對接焊時(shí)，因焊縫收縮不一，易出現(xiàn)角變形或接口錯(cuò)位，通常采用加“馬”來控制焊后變形。筒體和底板對接焊時(shí)易出現(xiàn)錯(cuò)位，也可采取此法來處理。筒體和底板在組裝時(shí)，為了預(yù)防通長焊縫的過大變形，在施焊前點(diǎn)焊了一些楔鐵，對其相鄰未焊的長邊，也通過適當(dāng)點(diǎn)焊幾個(gè)楔鐵控制其變形。

2.2.5反變形法。

反變形法是在焊接前將焊件預(yù)制一個(gè)反變形，使這個(gè)變形與焊后變形恰恰相反、大小相等，從而達(dá)到抵消焊接變形的目的。

2.2.6焊接工程技術(shù)人員的嚴(yán)格要求

鋼結(jié)構(gòu)焊接施工，焊接人員是必不可少的，而且也是鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量的確定性因素，因而，一定要確保鋼結(jié)構(gòu)施工人員在焊接時(shí)工藝水平及質(zhì)量。一是，上崗焊接的人員，一定是要進(jìn)行焊接資格及能力等各方面的檢驗(yàn)，確保焊接操作人員技能一定是符合要求的，同時(shí)，要確保所用的焊接技術(shù)人員所用的焊接方法及工藝是符合當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)焊接方法和工藝的：二是對焊接人員開展有關(guān)職業(yè)技能培訓(xùn)，通過對他們進(jìn)行焊接新工藝及技術(shù)、焊接新材料的使用、鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過程中所要注意的各種事項(xiàng)以及安全防范等，提高焊接施工人員整體技能水平，確保鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量。

總而言之，焊接是鋼結(jié)構(gòu)主要的連接方法，且具備操作迅速、加工便捷，節(jié)約鋼材等優(yōu)點(diǎn)，但焊接變形存在同時(shí)也對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定影響，為保證整體工程質(zhì)量安全，就要求我們在以后的實(shí)際工作中必須對其實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步研究探討。