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摘要：针对钢结构工程焊接技术的突出问题，依据多年的实践工作经历，结合同行介绍的相关资料，阐述钢结构件变形的主要种类，介绍焊接工艺及焊接方式的应用方法。从而有效促进焊接发展，提升焊接工艺，改善焊接变形问题，从而促进钢结构件焊接的控制与工艺。
关键词：焊接应力 焊接变形
引言：目前，在钢结构件生产和铆焊件的加工中，利用两种相同或不同的型材组焊，得到所需要异型材或异型结构件。而这些构件在焊接进程中都存在一定量的焊接变形，加入焊接变形不予以及时的矫正，则不但影响钢结构部件的加工、运输安装、较大的变形还会在一定的程度上或改变钢结构件的受力状况、从而导致钢结构存在安全隐患。本文针对钢结构件，在生产过程中反变形、焊接顺序、焊接方式作了一个粗略的分析
一、焊接变形的分类和危害
在焊接过程中，构件因为在焊接部位的高温加热和急速的冷却过程中，在焊缝及母材近缝区内产生的热应变和压缩塑性应变而引起了内应力，会使构件产生一定量变形。
焊接变形可分为面内变形和面外变形。焊接变形的面内变形包括焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形，面外变形包括角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。
焊接变形的危害：影响焊件的装配精度及使用性能；在焊接过程中，由于温度等因素的不易控制，极易导致焊接中配件的精准度缺失，影响配件在使用过程中的效果与质量，从而使得整个钢结构呈现变形的趋势，从而影响其使用效果。其次焊接变形同样会导致装配质量的降低，降低装配质量，使得产品报废，在焊接过程中，焊接的变形会影响整个装置质量，在钢结构的发展过程中，保证焊接质量，提高焊接品质，从根本上确保整个焊接的合理性与使用性；降低钢结构的承载能力，承载能力有所影响，若保证整个焊接过程的效率，提高焊接质量发展，从根本上确保焊接整个过程的完善与质量非常重要，总之，焊接影响钢结构的质量，影响焊件的美观；增加制造成本。
二、焊接工艺的应用
目前，车间生产过程中存在着很多的焊接工艺。现针对车间在生产过程中，存在普遍的焊接现状，来阐述焊接过程中遇到的较为普遍的问题。
2.1通过反变性的方式来控制
反变形法是按照理论计算和实践经验相结合的方法，预先预计出钢结构在焊接后变形量的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，用来抵消焊后产生的焊接变形。目前，反变性控制焊接变形已经成为较为成熟并且实用性较强的方式之一，通过反变性，可以较好的保证焊接品质，提升焊接质量，从而促进焊接工艺的完善。
公司目前生产的塔机标准节主弦杆、塔头主弦杆都是由两段规格不同或相同的角钢对扣焊接而成。塔机对生产的各种焊接产品的要求较高，使用标准也较高，如何巧妙应用此种焊接工艺杜绝焊接变形现状，提升产品质量是焊接中需要提前考虑的，从而提高焊接过程的效率，保证焊接的品质。
（1）制作简易工装，在工装中部预先安置垫块。垫块的高度，一般是焊工师傅，根据角钢焊接后的变形量来确定垫块的高度。
（2）在施焊前，利用工装的结构，通过液压千斤顶在角钢两端向角钢的背部施加一定的应力，使角钢在施焊前达到所需反向弯曲变形，并使角钢固定。
（3）焊接过程中，在两段角钢的链接部位，焊缝长度一般为300mm左右，焊完余下的焊缝，最终实现全焊，达到产品所需的设计要求。
在特种设备制造行业中，有很多型材的规格达不到设计需要，也是通过焊接来获取所需的型材。两段角钢的对扣焊接，如果不预先施加弯曲变形的力，因焊接弯曲、扭曲等缺陷，使得焊接部件无法进行下道工序，即使焊后再调直、校正，也很难达到设计的要求，而且有时还会破坏型材原有的受力形式，故在施焊的过程中能消除焊接变形是当前最理想的工艺。
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2.2通过合理的焊接次序和方向，控制焊接变形。
塔机支座的主体是由上盖板、下盖板、24块大小不一的所要焊接的一侧具有坡口立板、4块围板和4段座圈构成。焊接时的主要步骤如下:
（1）在支座的一侧进行集中的对下盖板和立板进行焊接，期间不能间歇一次焊接完成。
（2）以同样的方式对支座另一侧的上盖板和立板进行焊接。
（3）焊接座圈，首先，对内圈进行段焊，焊缝长度、间隔长度控制在100mm以内，其次，对外圈进行统一焊接，最后，对间隔进行焊接。
（4）依次焊接立板和围板，焊接完所有的焊缝。
因为当两块钢板在进行对接焊接时，沿焊缝中心线向两焊缝处焊缝区将发生纵向压缩，这种收缩会导致钢板发生变形。由于，焊接接头通过焊缝连接成为了一个不可分割的整体，在焊缝中部会产生横向拉应力，焊缝两端会出现横向压应力。所以，在焊接支座的过程中，首先对下盖板焊接时，使下盖板整体向内突起，焊接上盖板时，因为同样的原理通过立板将力传递给下盖板，使下盖板的变形得到了恢复。通过焊接座圈在焊接盖板时残余的应力得以消除，从而达到抵消在焊接过程中发生的变形，因此，在铆接的过程中，根据经验预留的缝隙大小，对以后焊接变形量的大小有着直接的影响，如果没有预先留下合理的缝隙，只是单一的通过焊接顺序来控制焊接的变形，是无法实现的。
2.3 通过对称焊接的方式，控制焊接变形
公司目前生产的产品中，有很多的焊接工艺是通过段焊来实现焊接的。在平衡臂的焊接过程中，焊接平衡臂的两侧封板。
（1）首先，从有平衡重的一端的部位开始焊接。焊接封板时，要保证在封板的两侧依次交替焊接，直到整个侧面焊完，每道焊缝、间隙的长度控制在300mm左右。
（2）翻转平衡臂，以同样的方式固定，焊接另一侧的封板时，采用的是对称焊接、统焊的方式一次焊接完成的。
（3）最后，再将开始的那侧平衡臂留下的焊缝焊接完成。
焊接封板也是利用了反变形的原理。在一侧段焊，使其发生一定量的形变，焊接另一侧采取的是统焊的方式，也会发生同样的形变，最后焊接预留下的间隙时，从而保证了在两侧的变形量一样，相互抵消，达到了焊接的目的。
三、总结
在钢结构的生产和铆焊件的加工中，根据不同的结构件，对焊件的质量的具体要求。通过对焊接构造焊接变形的分析和探讨，与现场焊接的实践经验相结合，可知焊接变形能从结构设计和工艺措施两方面来加以控制。首先，对于其结构设计方面，可以通过使用较高层次的反变性方式，通过补合焊接过程中出现的问题，从而将焊接变形问题有效解决，提高焊接过程的效率，保证焊接的技巧与工艺；其次，对于其工艺措施方面，可以通过使用不同的焊接方式巧妙应对焊接过程中出现的各种问题，从而将其有效的提升，对于焊接，其工艺设计与结构是焊接产品的巨大保证，提升整个产品中的使用效率，从而促进产品的发展。
四、结束语
焊接变形量的大小在一定程度上是可以减小的，但是不可以避免的。要实现快速的焊接，节约经济成本，提高产量。必须经过简易的、有效的方式来控制焊接变形量，在铆接过成中预留合理的焊接缝隙、利用反变形法和选择合理的焊接工艺和工装等综合工艺是当前比较理想的控制焊接变形的方法。随着钢结构加工业的发展，控制焊接变形会有更科学的方法，还需去探讨研究。想要提升焊接过程中的整体效率，促进焊接的发展，并且有效对焊接的工艺进行改革，就焊接变形现象进行改善，需要从本文提到的两个方面进行完善与改革，从而有效促进对焊接工艺的完善，对焊接的提升与发展。
参考文献：
[1] 王绍林 《焊工工艺学》，北京：中国劳动出版社，1994
[2] 田锡唐 《焊接结构》 北京：机械工业出版社，1982
论文作者:焦银虎
论文发表刊物:《城镇建设》2019年16期
论文发表时间:2019/9/26
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