钢结构焊接变形控制.doc
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1、钢结构焊接变形控制 【摘要】随着钢结构应用要求的不断提高,研究其焊接变形控制凸显出重要意义。本文首先介绍了焊接变形类型分析和原因,分析了影响钢结构焊接变形的因素。在探讨改善钢结构焊接变形措施的同时,研究了钢结构焊接变形的控制方法。 【关键词】钢结构;焊接;变形;控制; 一、前言 作为钢结构应用过程中的重要工作之一,对其焊接变形的控制在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究,将会更好地提升对其焊接变形控制的实践水平,从而有效优化钢结构应用的最终整体效果。 二、焊接变形类型分析和原因 1.焊接变形的基本类型 所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程中,由于施焊电弧高温引起的变形,以及焊接完成后在构件
2、中的残余变形现象。在这两类变形中,焊接残余变形是影响焊接质量的主要因素,也是破坏性最强的变形类型。焊接残余变形对结构的不同层次的影响分为整体变形和局部变形;根据变形的不同特点则可分为:角变形、弯曲变形、收缩变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形。在这些变形类型中,角变形和波浪变形属于局部变形,而其他类型的变形属于整体变形。钢结构发生较多的变形类型是整体变形。 2.焊接变形产生的原因分析 钢结构刚度:刚度是指结构体对拉伸方向和弯曲变形的抵抗能力。钢结构的刚度主要取决于结构截面形状和尺寸的大小。例如,工字钢截面和纵向桁架变形量,主要取决于其横截面面积的弦杆截面大小的部分。再如,工字型、丁字型或其他形状
3、的型钢的弯曲变形量主要取决于截面的抗弯刚度。焊接连接缝位置和数量:当钢结构刚度不足时,在设计焊接连接缝位置和数量时,应在结构体对称安排,且焊接顺序是合理的,构件只能产生线性变形;当焊缝为不对称的安排,产生的多为弯曲变形。焊接工艺:焊接电流偏大、焊条直径较粗,使得焊接速度缓慢,可能导致焊接变形大;厚钢板焊接时,手工焊接方法比自动焊接方法引起的变形量较小;采用多层焊接工艺时,首层的焊缝收缩变形最大,第二和第三层焊接变形量分别是首层的20%和5%10%。也就是说,多层焊接的层数越多,焊接变形越明显;断续式焊缝与连续焊缝相比收缩变形量小;对接式焊缝的横向收缩变形量比纵向收缩变形量大2至4倍;焊接顺序不
4、当或在没有焊接妥当分部构件时就进行整体组装焊接,很容易产生焊接变形。因此,为了防治焊接变形,在焊接施工过程中必须制订合理的工艺措施。 三、影响钢结构焊接变形的因素 1.焊接方法及其工艺规范的影响 钢结构制造时一般的焊接方法有埋弧自动焊、手工电弧焊和CO2气体保护焊。不同的焊接方法产生的热量不同,造成的变形也不同。同一焊接方法中,由于焊接工艺规范的不同所产生的焊接变形也不同。 2.结构刚度的影响 刚性是指焊件抵抗变形的能力,它与焊件材质、焊件截面形状和尺寸等有关。结构刚性越大,则阻止焊缝及其附近热变形的能力越强,焊接变形就越小。反之焊件的刚性越小,则焊接变形就越大。在钢结构刚度较小时,焊接接缝成
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