摘要：对于钢这种金属材料，它的原材料铁很易得，价格相对便宜，同时钢结构件具有质量轻、强度高等优点，广泛应用于社会的各行各业。由于钢件的连接可以采用焊接的形式，焊接不仅简单而且可靠，所以钢结构件的焊接工作量极大。但是在焊接时，焊接部分瞬时产生高温，钢件会膨胀，冷却后就会有一定的变形量，如果冷却收缩过多就会影响钢件的质量，因此控制好焊接后钢件的变形量非常重要。本文阐述了影响钢件焊接变形的因素，分析产生变形的具体原因，并给出了相应的解决措施。
关键词：钢结构；焊接；变形
钢件焊接时的变形是不可避免的，要想不影响焊接件的使用，必须采取有效方法严格控制变形量，对于变形量超出较少的焊接件要进行矫正，从而满足钢结构件的尺寸和质量要求，还能减少损耗，降低成本。
一、影响焊接变形的因素
影响钢件焊接变形的因素有很多，大致可以分为以下几类：
（1）焊接方法。钢结构件的焊接方法有很多，例如手工电弧焊、气体保护焊、钨极氩弧焊、埋弧自动焊、电阻焊、激光焊等，每一种方法所产生的热量不同，因此导致的焊接变形量也不同。
（2）焊接条件。不同的焊接条件会影响焊接变形量，例如钢件是否预热，是否进行回火处理，环境温度的高低等。
（3）焊接顺序。两个钢件之间有多处焊接时，焊接的先后顺序很重要，一般要对称焊接，而且要优先焊接刚性好的那部分，这样可以防止扭曲变形。
（4）接头形式。钢结构焊接接头通常有对接接头、T型接头、十字接头、角接头等，接头不同会对变形量有所影响。
二、焊接变形产生的原因
具体产生焊接变形的原因有以下几点：
（1）塑性变形。构件水平焊接时，高温区金属受热膨胀，但是会受到低温区金属的阻碍，二者的力相互作用，产生塑性变形，这种塑性变形在焊缝方向称为纵向收缩变形，垂直于焊缝方向称为横向收缩变形。
（2）角变形。钢件V型焊接时很容易发生角变形，这是由于焊接时，两块钢板的角度是正确的，但是焊接后的变形会改变两块钢板之间的角度，就产生了角变形。X型的对接头，当焊接的顺序不对，没有对称焊接时，正反两条焊缝的横向缩短距离不一样，也会产生角变形。
（3）焊接材料不同。焊接时产生的变形和材料的膨胀系数有关，钢件的膨胀系数较大，其焊接时变形量也较大。但是假设钢件和铝件焊接时，铝的膨胀系数比钢大，变形更偏向于铝，这会导致变形的不定性。
三、焊接变形的预防对策
3.1 设计方面
在焊接设计时，首要考虑的就是焊缝的强度，焊接的效果能否达到使用要求，其次是考虑减少焊接的变形。为了有效的控制变形情况，在满足强度的要求下，要选择适合的焊接形式以及恰当的焊缝尺寸，还要尽可能避免不必要的焊缝出现。从尺寸上来讲，焊缝的尺寸不应该过大，因为焊缝过大增大了焊缝的变形还会使得整体焊接强度降低，所以在保证强度足够的前提下，尽量选择较小的焊缝。焊接的位置对于减小变形也很重要，焊缝所在位置应该是刚性较好的地方，而且不能靠近边缘，这样优化焊缝布局，可以减小变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总的来说焊缝要对称布置，焊缝长度要尽量小，焊缝的数目不能太多，对于相互平行的焊缝要使得他们之间的距离相等。
3.2 施工预防措施
设计不变的情况下，具体施工的环境和方法不同，变形也会不同。为了减小焊接变形量，可采取以下几点措施。第一，要做好焊接前的准备措施。例如要将焊接件远离温度低的环境，防止冷却过快产生层状裂缝；要清理干净焊接接口的铁锈和污渍等。第二，要选择合理的焊接方法。实际焊接一般都是在空气中手工焊接，那么会有很多的杂质进入焊缝，对于一般要求的焊件，这样并不会影响质量，但是对于一些要求精密尺寸的零件，这样就不行了，必须采用气体保护焊，如CO2保护焊、稀有气体保护焊。还有就是一些零件要快速焊接，可以采用埋弧自动焊，提高效率。第三，焊接的顺序要合理。两个零件之间要多次焊接，那么先焊接尺寸精度要求高的，即使有所变形也对后续的焊接影响不大。选择合理焊接顺序有时还可以抵消两次焊接的变形量，使得结构整体变形量更小。在长期实践中积累了丰富经验的焊工往往对焊接顺序的把握更科学，所以焊接出来的效果也往往更完美。第四，选择好焊件的夹具。焊件在焊接时会移动，必须加以固定才行，那么夹具的选择会影响焊件的位置，进而影响焊接的尺寸。因而选择适当的夹具也可以减小焊接的变形量。第五，注意选择合适的接头形式。常见的焊接接头形式有堆焊、对接焊和角焊，每一种接头形式都有其特点和适用范围，要合理选择，才能有效降低工件变形。
3.3 做好焊接前，焊接中，焊接后各项检测控制
在焊接前要测量好工件的各种尺寸，例如中心线，长宽高等，要清理件接口，保证焊缝清洁，此外还要对焊件进行定位夹紧，固定其相对位置。在焊接的过程中要按照要求逐步焊接，焊接速度要适中，保证焊缝厚度均匀。如果在焊接过程中发现实际的尺寸偏离设计太多应该立即停止焊接，寻找补救措施，以免造成更大损失。在焊接完成后要再次测量尺寸，保证焊接件的质量。最后要利用各种专业的检测工具来检测焊缝，例如可以使用放大镜简单观察焊缝中是否存在气孔，残渣等可能影响焊缝强度的缺陷。对于要求很高的焊缝，还要求采用超声波探伤，确定焊缝内部是否有缺陷，或者直接测量焊缝的强度，判断焊接是否可靠，这样焊接的质量才有保证。
3.4 钢结构焊接变形的焊接施工管理措施
建筑工程中的焊接几乎都是人工采用的电弧焊，那么焊接的好坏和人工的操作关系很大，如何加强施工管理直接影响者焊接的质量，要想控制建筑钢焊接时的变形量，必须做到以下几点：①对于焊接人员要进行专业培训，取得相应的资格证书，持证上岗；②加强施工人员的管理，增强他们的责任心；③建筑钢的焊接和安装要符合国家相关规定，对应的公司要具有国家认可的企业资质，要以最佳的焊接质量来保障建筑物的绝对安全，为社会发展做出贡献。
结语
总而言之，引起钢件焊接变形的因素有很多，具体问题要具体分析，对症下药，这样才能保证钢件的焊接质量。但是焊接很多时候都是人工焊接，因此还需在实践操作中不断总结经验，这样才能焊接出质量更好的工件。
参考文献：
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作者简介：
唐兴亮（1976-11），男，汉族，重庆市，本科，中国十九冶集团有限公司工业安装分公司重庆工程处经营部部长，助理工程师，研究方向：工程类钢结构专业。
论文作者:唐兴亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/2
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