張振鋒
【摘要】鋼結(jié)構(gòu)件制作作為我國現(xiàn)階段社會主義市場經(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?,本文將著重分析探討鋼結(jié)構(gòu)件的焊接及變形質(zhì)量控制,以期能為以后的實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】TU758
【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B
1、鋼結(jié)構(gòu)件的主要焊接技術(shù)
1.1高強焊接技術(shù)
高強焊接技術(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。高強焊接技術(shù)的核心點在于“強”,因為高強焊接一方面是要求焊接材料的強度,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”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度要求,因為焊接材料的強度比較高,因此焊接接頭也必須要比焊接材料的強度更高,這樣才能達(dá)到很好的焊接要求。在使用高強焊接技術(shù)時,施工人員必須要加強對焊接接頭以及焊接材料的強度檢查,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,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,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。這是因為線能量的進(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,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,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,焊后四條焊縫的縱向收縮一致,故其彎曲變形較小
2.2.2加強焊接環(huán)境控制
焊接結(jié)構(gòu)變形的一個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,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,因焊縫收縮不一,易出現(xiàn)角變形或接口錯位,通常采用加“馬”來控制焊后變形。筒體和底板對接焊時易出現(xiàn)錯位,也可采取此法來處理。筒體和底板在組裝時,為了預(yù)防通長焊縫的過大變形,在施焊前點焊了一些楔鐵,對其相鄰未焊的長邊,也通過適當(dāng)點焊幾個楔鐵控制其變形。
2.2.5反變形法。
反變形法是在焊接前將焊件預(yù)制一個反變形,使這個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,確保焊接操作人員技能一定是符合要求的,同時,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,但焊接變形存在同時也對鋼結(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際工作中必須對其實現(xiàn)進(jìn)一步研究探討。