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钢结构焊接变形成因与控制策略 　　摘要：钢结构焊接变形的种类有多种多样，其成因是多方面的，既有钢结构刚度、接缝位置和数量方面的原因，也有焊接工艺方面的原因。今后在实际工作中，为了控制钢结构焊接变形，需要根据具体情况采取相应的策略，利用固定构件增强刚性、做好焊接节点构造的设计、做好装配工作并合理选择焊接顺序、完善焊接工艺，并适当采用反变形法。 　　关键词：钢结构焊接变形成因控制策略 焊接工艺 　　中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　一、引言 　　钢结构的性能良好，质地轻便，在工业生产和建筑施工等领域得到了广泛的运用。一般来说，在钢结构投入使用之前，都需要经过焊接处理。因此，焊接水平的高低对钢结构的性能产生直接的影响。然而，在焊接过程中，由于受到多方面因素的影响，常常会出现焊接变形现象。焊接变形的出现不仅会严重影响钢结构的质量，还会对生产企业、钢结构施工质量等方面带来严重的不利影响。因此，在实际工作中，必须采取相应的策略，避免钢结构出现焊接变形现象的发生，以提高工程质量，保证施工进度，提高工程建设效益。 　　 　　二、钢结构焊接变形的种类 　　钢结构焊接变形存在两种类型，一种是在钢结构焊接工作中由于高温的施焊电弧导致的变形；另一种是构件经过局部不均匀加热冷却，焊接完成后在构件残余中发生的残余变形。焊接残余变形是破坏力最强的变形，也是影响钢结构焊接质量的重要因素。焊接残余变形对钢结构不同程度的影响，分为整体变形和局部变形；对不同特点的变形又分为：纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形、角变形、波浪式变形、扭曲变形和错边变形，其中只有角变形和波浪变形属于局部变形，其他类型的变形都属于整体变形．而整体变形也是钢结构焊接发生的较多的变形。 　　 　　三、钢结构焊接变形的成因 　　导致钢结构出现焊接变形的原因是多方面的，有的甚至是多种因素共同作用的结果。具体来说，钢结构焊接变形的成因主要包括以下几个方面。 　　1、钢结构刚度。是指钢结构在拉伸和弯曲变形的作用下，所承受的抵抗能力。???响刚度的主要因素是钢结构的截面形状和截面的尺寸。例如，工字型、丁字型以及其他形态的型钢的弯曲变形量主要受截面的抗弯刚度影响；工字钢截面和纵向桁架变形量主要受钢结构截面面积及弦杆截面尺寸大小影响。 　　2、接缝位置和数量。在钢结构刚性较小时，焊接接缝成对称分布，在施焊程序步骤正确合理的情况下，只会产生线性缩短变形；当焊接接缝不对称分布，焊缝收缩与重心之间有距离。使截面向上弯曲会产生弯曲变形；在施焊程序合理的情况下，焊缝截面中心与接头截面重心在同一方位上，只产生线性缩短；焊缝截面重心偏离接头截面重心时会产生角变形。 　　3、焊接工艺。在焊接电流较大、焊条直径较宽的情况下会使焊接的速度变慢，受高温影响的区域范围也越大。容易造成焊接变形大；在多层焊的过程中，第一层的焊缝收缩量最大，第二层和第三层的焊缝收缩量分别是第一层收缩量的20％和5％一10％，焊接层数越多变形的程度就越大；断续焊缝方式比连续焊缝方式的收缩量变形小；对接式焊缝的横向收缩变形量是纵向的2倍至4倍；在没有按照合理的焊接程序进行焊接或是在没有安排好分部构件时就进行整体拼装焊接，使焊接变形的程度和可能性同时增大。由此可见，钢结构的焊接工艺的选择和实施。对焊接变形的影响较大。 　　 　　四、钢结构焊接变形的控制策略 　　为了控制钢结构焊接变形，提高钢结构质量，为施工创造良好的条件，根据焊接变形的成因，结合实际工作经验，笔者认为在实际工作中可以采取以下策略来控制钢结构的焊接变形。 　　1、利用固定构件增强刚性。在对塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢进行焊接时，可以在焊接平台上或是在构件上安装央具来固定构件，使钢结构的刚性增强后再进行焊接，由于受固定夹具的外力所制约，使得在焊接过程中的加热和冷却的收缩变形量出现大幅度的减小，能实现对焊接变形的有效防治。然而，对于碳钢和可焊性差的钢结构，该方法并不适用。 　　2、做好焊接节点构造的设计。具体来说，需要做好以下几项工作，第一、控制焊缝的面积和数量。在进行焊接的时候，如果输入的热量越多，越容易导致焊接变形情况的发生。因此，为了实现对焊接变形的有效控制，在焊接节点构造设计的时候，必须尽量减少焊缝的面积和焊缝的数量。这是设计工作中的一项重要工作，必须高度重视。第二、选择合理的焊缝破口形状和尺寸。为了确保钢结构整体有充足的承载能力，根据焊接工艺选择合理的焊缝破口形状与大小，来减少截面积对钢结构变形量的影响。第三、在构件截面的对称处设置焊接节点。结构中性轴焊接节点的位置应尽量控制在构件截面的中性轴处，或者十分接近中性轴，避免在高应力区焊接。第四、选用刚性小的节点形式。在选择节点形式时，避免在双向、三向交叉处选择节