淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

趙素美

摘要：建筑的一些零部件如果發(fā)生了焊接技術(shù)變形的話，可能會(huì)對(duì)建筑的整體質(zhì)量造成一定的影響，而且這些零部件所承受的重量也會(huì)比正常值少很多，可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。只有對(duì)建筑的每一個(gè)構(gòu)件進(jìn)行一系列的分析，針對(duì)不同的焊接變形情況進(jìn)行詳細(xì)考察，并且盡量提出一些解決的辦法，才能夠保證整個(gè)工程的質(zhì)量，提高整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠提供一些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。本文探討了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施。

關(guān)鍵詞：建筑；鋼結(jié)構(gòu)；焊接變形；控制措施

1建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的主要原因

1.1溫度控制不當(dāng)

溫度控制不當(dāng)是鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的重要原因之一，溫度達(dá)到金屬熔點(diǎn)或是更高的情況下，不同金屬膨脹程度會(huì)不同。此時(shí)，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)看起來就很不協(xié)調(diào)，也就是發(fā)生了變形。此外，一種金屬達(dá)到熔點(diǎn)并膨脹后，金屬本身溫度會(huì)很高，引起周圍金屬的膨脹，最終造成焊接變形。

1.2焊接順序不合理和不恰當(dāng)?shù)暮附臃椒?/p>

鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)部位焊接順序都是不同的，由此也會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生焊接變形。鋼結(jié)構(gòu)焊縫的不同位置有著不同的承載力，應(yīng)優(yōu)先焊接承載力較小鋼結(jié)構(gòu)部位，若是構(gòu)件重量比較大，降回必然造成鋼結(jié)構(gòu)扭曲，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)焊接變形。

1.3材料因素

不同的材料有著不同的熔點(diǎn)。相同溫度下不同材料自身膨脹度不同。膨脹度過大或過小都會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)焊接變形，從而影響鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量。

1.4焊縫位置選擇不當(dāng)

鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)必然存在焊縫，安排焊縫在不同位置，鋼結(jié)構(gòu)焊接變形程度不一。焊接過程中，鋼結(jié)構(gòu)重力針對(duì)不同承載力金屬壓力效果相同。選擇合理縱焊縫位置，能夠十分有效地控制鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的發(fā)生。

1.5鋼性及焊接變形程度的差異

在同樣的承載力下。剛性大的鋼結(jié)構(gòu)變形較小，剛性小的鋼結(jié)構(gòu)變形較大。因此，鋼結(jié)構(gòu)剛性在焊接變形中是最大的影響因素。施工人員選取剛性大的鋼結(jié)構(gòu)來承載較大重力，選擇剛性小的鋼結(jié)構(gòu)來承載較小重力，很好地防止了鋼結(jié)構(gòu)焊接中出現(xiàn)變形。

2建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的控制措施

2.1焊接手法的選擇

首先，要正確的選擇焊接工藝：①在鋼結(jié)構(gòu)組裝的時(shí)候要盡可能的將可以組裝的零件組裝起來，再進(jìn)行焊接，以此降低彈性變形或者整體鋼結(jié)構(gòu)的剛性；②在對(duì)稱的截面要采取對(duì)稱焊接的方式；③對(duì)于不對(duì)稱的截面，要先操作焊接點(diǎn)比較少的一面，這樣的話另外一面的焊接產(chǎn)生的應(yīng)力可以抵消掉之前焊接產(chǎn)生的應(yīng)力；④遇到焊縫比較長(zhǎng)的鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候，在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)之下，可以進(jìn)行分段性的焊接工作，同理也是抵消掉焊接產(chǎn)生的應(yīng)力。

其次，在焊接的時(shí)候有幾種方式可以有效的控制變形：①焊接的時(shí)候可以使用反變形法進(jìn)行焊接，也就是在焊接的方向可以和組裝的方向相反，這樣產(chǎn)生的應(yīng)力也會(huì)抵消些；②通過剛性固定的方式加以固定；③對(duì)于不對(duì)稱的部位進(jìn)行熱平衡法進(jìn)行焊接，使用熱平衡法的時(shí)候可以先對(duì)彎曲度比較小的位置進(jìn)行焊接，其具體的操作是在焊接的時(shí)候要確保火焰加熱的方向是焊縫相對(duì)的區(qū)域，此方法對(duì)于加熱參數(shù)值的要求比較高，人為操作的時(shí)候一般無法正確的掌握，因此需要依靠計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)計(jì)算。

2.2鋼結(jié)構(gòu)對(duì)稱施焊

建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎主要是焊接過程中的金屬變形而引起的鋼結(jié)構(gòu)扭曲。目前，控制建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的主要措施是分層施焊工藝與多次翻轉(zhuǎn)對(duì)稱施焊，即在建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼架屋架樣板上，經(jīng)過拼裝，安接一面鋼屋架，同時(shí)將鋼屋架的角鋼與連接鋼板進(jìn)行長(zhǎng)主焊接設(shè)計(jì)。其中焊接過程中的焊縫層要求在1/2～1/3 時(shí)進(jìn)行翻身，與另一面的鋼屋架進(jìn)行拼裝，焊接尺寸嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成后，再進(jìn)行一次翻身，進(jìn)行另一面的焊縫焊接，使之焊接過程完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這種焊接方法使得焊接過程中的變形相互抵消，進(jìn)而達(dá)到建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的控制目的。

2.3控制預(yù)熱和層面間溫度

采用適當(dāng)?shù)暮盖邦A(yù)熱，并嚴(yán)格控制焊接層間溫度，可使焊縫受熱及冷卻均勻，避免因受熱或冷卻不均而出現(xiàn)的塑形變形。預(yù)熱區(qū)在焊道兩側(cè)，每側(cè)寬度均大于焊件厚度的1.5倍以上，且≥ 100mm；預(yù)熱溫度控制在50℃以上。焊接過程中嚴(yán)格控制層面間溫度，對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)小于250℃，而針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝，施工者應(yīng)該按照層間溫度不低于50℃預(yù)熱溫度且不超過150℃為精心控制。

2.4建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的控制

建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎主要是焊接過程中的金屬變形而引起的鋼結(jié)構(gòu)扭曲。目前，控制建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的主要措施是多次側(cè)身與分層施焊工藝，即在建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼架屋架樣板上，經(jīng)過拼裝，安接一面鋼屋架，同時(shí)將鋼屋架的角鋼與連接鋼板進(jìn)行長(zhǎng)主焊接設(shè)計(jì)。其中焊接過程中的焊縫層要求在1/2～1/3 時(shí)進(jìn)行翻身，與另一面的鋼屋架進(jìn)行拼裝，焊接尺寸嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成后，再進(jìn)行一次翻身，進(jìn)行另一面的焊縫焊接，使之焊接過程完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這種焊接方法使得焊接過程中的變形相互抵消，進(jìn)而達(dá)到建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)彎的控制目的。

2.5采用焊后火焰矯正法與機(jī)械矯正法進(jìn)行變形控制

建筑鋼在焊接完成后，可通過焊后火焰矯正法與機(jī)械矯正法進(jìn)行變形控制。在火焰矯正法控制時(shí)，應(yīng)采用背冷的方法，在一面焊縫與另一面焊縫之間進(jìn)行火焰加熱，并在加熱的過程中進(jìn)行噴水，達(dá)到變形的建筑鋼結(jié)構(gòu)矯正的目的。

2.6避免焊后開裂

焊后開裂問題對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊接來說是非常致命的，為了提高焊件質(zhì)量，首先就應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)焊件的質(zhì)量檢查工作，第一時(shí)間將存在焊后開裂風(fēng)險(xiǎn)的焊件截流，在車間內(nèi)部進(jìn)行修復(fù)，避免其流向下一道程序。其次，目前很多焊件焊后開裂的發(fā)生都是因?yàn)楹附硬僮髡邲]有按照既定的流程操作，焊接不規(guī)范等現(xiàn)象廣泛存在。因此，焊接車間的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和各組組長(zhǎng)一定要做好對(duì)焊接員工的工作監(jiān)督，提高對(duì)他們操作工藝的要求，必要的時(shí)候要進(jìn)行相應(yīng)指導(dǎo)。比如在對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)工件進(jìn)行焊接的時(shí)候，不要一味的使用大電流進(jìn)行拉焊，必要時(shí)還應(yīng)該使用小電流進(jìn)行補(bǔ)充，避免工件因?yàn)闊釕?yīng)力而產(chǎn)生崩裂現(xiàn)象。另一方面，在焊接過程中如果發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域沒有焊透，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)救操作，同時(shí)也應(yīng)該在補(bǔ)救過程直播那個(gè)避免工件出現(xiàn)變形和彎曲。最后，鋼結(jié)構(gòu)的焊接一定要遵循設(shè)計(jì)之中所注明的焊接順序，按照既定順序進(jìn)行焊接操作，從而保證鋼結(jié)構(gòu)工件焊接過程的科學(xué)合理性，增強(qiáng)焊接本身的穩(wěn)定性。

總之，焊接的變形會(huì)對(duì)整個(gè)建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些非常嚴(yán)重的影響，為了避免這種狀況，必須要提升整個(gè)焊接工程的制造工藝，采取一些方法和預(yù)防措施保證焊接符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定。在實(shí)際的操作中，要注意總結(jié)發(fā)生的問題，不斷提高施工人員在實(shí)踐中的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳艷紅.對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的探討[J].綠色環(huán)保建材.2017（06）.

（作者單位：濰坊泰來鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司）