摘要：随着社会经济的不断发展，各行业的技术都有新的图片。焊接是钢结构行业中常用的连接技术，由于其具有非常优良的性能，在钢结构的连接中得到了非常广泛的应用。但是在钢结构实际的焊接过程中，会受到多种因素的不利影响，如果没有对其采取有效的控制措施，就可能导致焊接完成后的钢结构中存在一定的残余应力，甚至可能导致焊接变形的发生，进而影响钢结构的焊接质量。
关键词： 钢结构；焊接残余应力；焊接变形
引言
焊接是钢结构材料的主要连接方法，其具有操作简单、连接快速以及节约钢材等优点，被广泛地应用于钢结构的连接过程中。但是在实际的焊接过程中，钢结构的焊接质量会受到多种因素的影响，当没有将这些不利因素控制在合理范围内，就会导致钢结构的焊接质量发生不同程度的降低，甚至导致其焊接质量不合格，无法满足安全生产的要求。
1大型钢结构焊接难点
在进行大型钢结构制作中，焊接工艺要达到一定的精度，需要解决其中结构自由度、热源集中和温度分散不均等问题，因此在焊接处会划分一些网格，其分布细密。一旦网格的数量增加，就会加大计算工作难度，焊接长度也会对焊接工艺的模拟分析产生一定影响。在大型焊结构焊接中，焊接工艺会随着时间变化也出现变化，而产生过于复杂的瞬态分析。并且这一过程是动态的，因此需要以静态场视角看待，通过对时间增量的分析来对各个静态场时间分量瞬态分析。并且在焊接中，受一些因素影响，应力场和温度场会发生变化。因此需要增加一定时间分量去描述，以减少分析和计算失误，而计算量过大也是需要应对的一大难题。
2焊接残余应力的控制方法
2.1钢结构材料性能以及力学性能不达标
钢结构在进行焊接的过程中，其所受到的焊接加热温度分布不均匀，这就会导致钢结构在横向或纵向梯度上出现一定的残余应力。钢结构加热温度不均匀主要是由钢结构材料性能以及力学性能不达标造成的，首先，不同的金属材料在受热时的温度感应不尽相同，进而导致结构的比热容发生变化，进而导致焊接部位出现变化；其次，钢结构焊接部位的密度、导热系数以及热膨胀系数等也会对热传导造成影响，进而导致钢结构中出现残余应力。
2.2热源不同
热源对于钢结构的焊接质量也具有十分重要的影响，当采用不同的热源进行焊接操作时，就会导致钢结构在焊接过程中的受热情况不同，进而可能导致钢结构中出现残余应力。在钢结构实际的焊接过程中，当前所采用的热源一般为电能和化学能两种不同的形式，进而在焊接过程中形成电弧焊热源和电子束热源。当焊接钢结构的过程中，所采用的热源之间存在较大差异时，就会导致在钢结构中形成的温度场也具有明显的区别，进而造成焊接后的钢结构中形成残余应力以及发生不同程度的变形。
2.3其它因素
钢结构残余应力的形成除了受到以上两种因素的影响，还会受到其他因素的不利影响，这与钢结构自身的情况和焊接环境具有一定的关系。当钢结构进行焊接操作之前，对其内部的构件进行一定的轧刹处理，也会对钢结构的焊接过程造成不同程度的影响，进而导致残余应力的出现。
3焊接变形主要控制策略
3.1选择科学的焊接顺序
在大型钢结构制作焊接作业中，要格局其形状、规格和型号等信息来选择合理的焊接顺序。一般在焊接大型钢结构时，会先焊接小组件，在进行整体焊接、装配。与之相反的是小型钢结构焊接中，可先进行装配和定位焊固定。在进行部件装配时，要保证采用的零配件符合相关要求，避免其在装配中产生较大变形或者应力。
3.2合理的控制焊接量
为了避免钢结构在焊接过程中产生残余应力，要对焊接量进行科学合理的控制，在确保整体结构符合安全使用的前提下，尽量减少焊接的使用量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行焊接之前，要对需要进行焊接的部位进行系统全面的分析研究、科学布置，尽量减少焊接的使用量，进而对残余应力的产生进行有效控制。对于需要进行焊接的部位，在确保连接牢固的前提下，尽量减少焊缝的尺寸，进而降低焊接对钢结构所造成的影响，从而避免残余应力的形成。
3.3强化焊接工艺控制
首先，要根据具体要求选择合适的焊接工艺，焊接人员要结合工艺要求等确定最佳电流、焊接顺序和速度等，减少变形情况；其次，对于大型钢结构中焊缝集中、焊缝较长的部分，要针对性进行焊接，一般前者会使用跳焊法，后者焊接则是对称焊法结合分段退步焊法进行；最后，钢结构比较复杂的话，要采取科学合理焊接原则，按照先中间后两边、先焊短后焊长的原则进行。
3.4合理设计焊接节点
要保证焊接节点设计合理，一方面要控制好焊缝的数量和面积，在焊接中如果输入的热量太多，就容易产生焊接变形。因此要控制好焊缝数量和面积，尽量减少来控制变形；另一方面，要对焊缝的坡口大小和尺寸科学选择，以降低截面积会对大型钢结构变形的影响。此外，焊接节点一般会设置在构件界面的两侧，并尽量将结构中性轴焊接节点设置在接近中心轴处，以避免在高应力区焊接。
3.5采用新型焊接技术
传统的焊接技术在残余应力的控制上非常有限，进而导致残余应力的产生和钢结构发生过大的变形。因此，可以将新型的焊接技术运用于钢结构的焊接过程中，进而对钢结构中的残余应力和变形量进行有效的控制。氩弧焊和二氧化碳保护焊在焊接过程中能够形成气体保护层，进而能够避免焊接部位发生氧化，而且还能降低焊缝的产生，从而提高钢结构的焊接质量，避免残余应力和变形的发生。
4焊接残余应力的控制方法
4.1热处理消除法
热处理是一种非常常用的残余应力控制方法，通过对钢结构的焊接处采取退火处理措施，提高焊接处的受热温度，其加热温度越高所需要的保温时间也越长。在热处理的过程中，要对其加热温度进行科学合理的有效控制，避免加热温度过高，导致钢结构焊接表面发生过度的氧化现象，进而造成钢结构的内部组织结构发生变化，导致其整体性能发生不同程度的降低。通过采取有效的退火处理措施，钢结构内部的残余应力会因为焊接残余应力松弛而释放出去，进而有效消除钢结构内的残余应力。
4.2锤击消除法
锤击消除法是指通过对钢结构的焊接部位进行锤击处理，进而在锤击的外力作用下延展钢结构的焊接部位，这就能够在一定的程度上抵消焊接后所产生的热胀冷缩残余应力，进而有效改善钢结构内部的残余应力状况，提高钢结构的整体性能。在对钢结构进行锤击时，要确保钢结构的焊接位置处受力均匀，避免对同一焊接位置处进行过度的锤击，进而影响锤击效果。此外，严禁对钢结构的焊接根部、盖面焊缝以及焊缝的坡口边缘进行锤击处理，避免造成不良后果。
结语
总而言之，焊接是钢结构施工中常用的连接方式，焊接连接具有非常优良的性能，能够适应不同工作条件的要求。但是在钢结构的焊接过程中，如果没有对整个焊接过程进行系统全面的有效控制，就可能导致残余应力的产生和焊接部位发生变形，进而影响到钢结构的焊接质量。通过对钢结构的整个焊接过程进行系统全面的分析研究，并结合焊接的实际情况，采取有针对性的残余应力的控制方法和焊接变形的控制技术，从而确保钢结构的焊接质量符合要求。
参考文献
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[4]史慧.钢结构焊接变形和焊接应力控制分析.四川水泥，2018（12）：321.
论文作者:童意
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/29
标签：钢结构论文; 应力论文; 残余论文; 过程中论文; 热源论文; 发生论文; 部位论文; 《建筑实践》2019年第10期论文;