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浅析对钢结构焊接的变形的控制研究 　　【摘要】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、波浪变形和错位变形。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。本文从焊接变形的基本类型分析和原因分析，并分析了影响焊接结构变形的因素，提出了钢结构焊接变形的控制以及防治钢结构焊接变形的工艺措施。 　　【关键词】钢结构 焊接 变形 控制 　　一、焊接变形的基本类型分析和原因分析 　　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、波浪变形和错位变形。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 　　2.1 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。 　　2.2 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；断续式焊缝与连接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2～4倍；焊接顺序不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。 　　二、影响焊接结构变形的因素 　　影响焊接变形量的因素较多，有时同一因素对纵向变形、横向变形及角变形会有相反的影响。全面分析各因素对各种变形的影响，掌握其影响规律是采取合理措施控制变形的基础。否则难以达到预期的效果。 　　1、焊缝截面积的影响 　　焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积，焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大。 　　2、焊接热输入的影响 　　一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，冷却速度慢，使接头塑性变形区增大，不论对纵向、横向或角变形都有变形增大的影响。但在表面堆焊时，当热输入增大到一定程度时，由于整个板厚温度趋近，因而即使热输入继续增大，角变形不再增大，反而有所下降。 　　3、工件的预热、层间温度影响 　　预热温度和层间温度越高，相对于热输入增大，使冷却速度减慢，收缩变形增大。 　　4、焊接方法的影响 　　在建筑钢结构焊接常用的几种方法中，除电渣焊以外，埋弧焊热输入最大，在其他条件如焊缝面积等相同情况下，收缩变形最大。手工电弧焊热输入居中，收缩变形比埋弧焊小。CO2气体保护焊热输入最小，收缩变形响应也最小。 　　5、焊缝位置对变形的影响 　　由于焊缝位置在结构中不对称，焊缝位置不对称等引起各种变形。 　　6、结构的刚性对焊接变形的影响 　　结构的刚性大小，主要取决于结构的形状和其截面大小，刚性较小的结构，焊接变形大；刚性大的结构，焊后变形较小。 　　7、装配和焊接规范对焊接变形的影响 　　由于采取的装配方法不同，对结构的变形也有影响。整体装配完再进行焊接，其变形一般小于边装配边焊接。 　　在工程焊接时间中，由于各种条件、因素综合作用，焊接残余变形的规律比较复杂，了解各因素单独作用的影响便于对工程具体情况作具体的综合分析。 　　三、钢结构焊接变形的控制 　　1、钢结构焊接节点构造样式多，比较复杂，焊接时的热输入量也较多，造成的焊接变形也更大。因此，在钢结构焊接节点构造设计时，应设法控制焊接的数量和大小，尽可能减少焊接变形。 　　2、钢结构节点焊缝时，应在保证结构具有足够承载能力的条件下，采用适当的坡口形状和尺寸，以减少焊缝截面积及结构的焊接变形。对焊缝坡口形成与大小合理的选择应能够确保钢结构整体的承