钢结构制造中焊接变形的控制方法.doc

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1、钢结构制造中焊接变形的控制方法摘要：钢结构在焊接过程中由于受热不均匀往往就会出席那变形的情况，这是钢结构制造中的常见问题；有效地控制好钢结构焊接变形的问题，才能够更好的提高钢结构的制造质量；一旦由于焊接出现失误，导致钢结构型材出现较大的变形，也就会导致钢结构的生产的失败，成为废品，为企业带来巨大的经济损失，浪费人力物力，而且影响了工期和厂家的声誉。所以本文主要就是研究了钢结构焊接变形的原因，钢结构焊接变形的控制方法；同时通过实例举例来分析了钢结构的焊接变形控制。关键词：钢结构焊接变形控制方法焊接是钢结构连接的最常用的方式，而焊接往往都是

2、采用熔化焊接的方式进行；熔化焊接都是高温进行的，所以温度的变化很容易就会导致钢结构的才来发生一定的变形，不同形式的变形，也就会产生不同形式的残余应力，影响结构；钢结构产品的生产过程中因为焊接导致变形，就会影响到产品的使用寿命。一、有关焊接变形的主要原因1.材料因素的影响，一般来说焊接变形的才来因素，主要就是焊接的焊材还有母材的因素；这其中对钢结构变形影响最大的主要就是材料的热力学性能，和物理性能。主要就是热物理性能参数对于整个材料的变形体现在热传导系数上,通常情况下热传导系数越小,那么温度梯度越大,产生的材料变形也就越大。力学性能对钢结

3、构材料的焊接变形影响就更为复杂一些,一般来说都是膨胀系数来对材料变形产生一个影响，彭产系数越大，产生的变形相应也就会越大。同时影响材料焊接变形的因素还有材料在高温时候的屈服极限，以及材料在高温时候的弹性模量；简单的说随着弹性模量的增大以后,钢结构材料的焊接变形随之减少，但是屈服极限会升高从而产生更多的残余应力,这样的话结构的焊接变形也就会给材料带来更多的应力学影响，改变材料的性质，间接地影响到材料的设计受力能力。2.焊缝在结构的位置原因,因为焊接的位置不同，焊接缝对于结构的影响，也就不一样，主要就是在一些主要的受力结构处出现的焊接缝，会

4、影响到钢结构的受力情况，同时焊接缝也就会受到一些作用力，产生一定的变形，这样也就会影响到钢结构的整体性，和钢结构的稳定性，所以焊接位置也是需要重点进行变形控制的。3.工艺因素的影响，钢结构焊接的工艺同样是会影响到钢结构的变形的，主要就是因为钢结构的焊接方法很多，但是不同的焊接方法，就有不同的温度受理条件影响；一般来说影响焊接变形的因素有：焊接时候的材料固定方法，焊接采用的不同方法，焊接过程中焊接设备的电压，焊接选用的夹具等等；通过对实际的情况讨论后发现，一般情况下，对于焊接变形影响比较大的主要就是焊接的工艺顺序，改变焊接的工艺顺序也就能

5、够有效地控制材料的变形，合理的选择施工的方法，也就能够有效地减少变形，减少残余应力的的出现；利用特殊的工艺规范和措施,同样能够有效地减少焊接残余应力和变形。二、有关实例分析这是一个桥梁工程，主跨1008m的单跨钢箱梁悬索。其中大桥的主缆分跨为290m+1008m+350m，桥的中跨为悬吊结构，桥的钢箱梁结构断面如图1。整座桥一共有128米，共87个梁段，2个合龙段，2个特殊梁段。钢箱梁构件，都是采用钢结构进行施工，具体采用低合金高强度结构钢Q345C，整座大桥都是焊接结构，焊接的地方非常多，焊接的缝也非常多，桥梁的结构受到焊接的影响也就

6、比较大了，从而导致焊接难度增加，可能产生的焊后变形及焊接残余应力较大，整个大桥的箱体制造难度比较大。图1钢箱梁标准横断面1.主要接头类型，采用的是角接接头和对接接头两种，通过这两种方法来连接整个大桥的箱梁主要的方法就是：顶、底板对接，横隔板进行一个立位的对接，然后就是横隔板与顶板接板仰横位对接，接着就是锚箱承力板与横隔板立位不等厚的对接；其中的U形肋，还有顶、底板坡口角接如图2所示进行对接，锚箱承力板与斜底板坡口角接，锚腹板与顶板、斜底板的熔透坡口角接，横隔板与底板、斜底板的角接焊缝，斜顶板与人行道面板、斜顶板与顶板自然坡口熔透角接焊缝

7、，锚箱构件的熔透角接、坡口角接以及抗风支座、竖向支座的各类熔透焊缝等。图2U形肋与顶、底板的坡口角接焊缝2.焊接施工（1）U形肋与顶、底板坡口角接焊缝的焊接和变形控制黄埔大桥悬索桥U形肋板厚度为顶板8mm，底板6mm，要求焊缝有效厚度≥0.8倍U形加劲肋的板厚，且不允许烧穿，并对焊缝进行超声波探伤检测。由于焊接及焊接变形控制难度较大，经综合分析并结合焊接工艺评定试验，对U形肋与顶、底板的坡口角接焊缝定位焊采用实芯焊丝(Φ1.0mm)CO2气体保护半自动焊焊接，正式焊接采用药芯焊丝(Φ1.66mm)CO2气体保护自动焊焊接。为保证焊缝有效

8、厚度达到设计要求并控制焊接变形，通过试验设计了焊接反变形胎架(图3)使工件在近似船形位置的约束状态下焊接，有效减小了焊接变形，通过实际的的情况看，确实能够满足设计的要求。图3焊接反变形胎架（2）顶、底板对接