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摘要：借助高温加热是钢结构焊接中的基本操作，该过程会达到最高温度，即焊缝处的金属熔点，室温是焊接温度必定会降回的温度，降温过程也就是焊接钢结构的过程#所有事物均一样，金属同样存在膨胀和冷缩，焊缝位置金属到达熔点会达到最大的膨胀度。此时焊缝周围金属温度较低，与填充焊接金属相互融合，融合位置的焊缝金属是不能充分膨胀的，造成焊接变形#钢结构存在质量和施工的多种优点，但焊接变形导致不能全部诠释其运用效果。本文就钢结构变形的种类及原因，针对钢结构变形的有效控制策略进行分析。
关键词：钢结构；焊接；变形；预防
引言
随着科学技术的发展，焊接技术也有了长足的进步，尤其是现代焊接的技术有着非常鲜明的优势和特点，朝着精细化的方向不断快速发展，不过，发展的过程中受到了相应的制约，制约其发展的主要因素包含钢结构变形控制。在钢结构的多种连接方法中，焊接占据着非常重要的位置，并且这种技术的优势得到了充分的发挥，节约钢材、操作迅速等。所以，对钢结构焊接变形控制进行全面、深入地研究是非常必要的。
1 钢结构焊接变形的种类
钢结构焊接变形可以分为两大类，即为面内变形和面外变形。而面内变形可分为纵向收缩变形、焊缝回转变形及横向收缩变形三小类，面外变形多为弯曲形变、扭曲形变、角形变及失稳波浪形变等。其中，钢结构多表现为纵向收缩变形和横向收缩变形，而在不同焊件中，这两种变形往往会因焊缝的数量及位置分布不同，表现出其他形式的变形。
2 钢结构焊接变形原因
2.1 温度控制不当
温度控制不当是钢结构焊接变形的重要原因之一，温度达到金属熔点或是更高的情况下，不同金属膨胀程度会不同。此时，整个钢结构看起来就很不协调，也就是发生了变形。此外，一种金属达到熔点并膨胀后，金属本身温度会很高，引起周围金属的膨胀，最终造成焊接变形。
2.2 焊接顺序不合理和不恰当的焊接方法
钢结构各个部位焊接顺序都是不同的，由此也会造成钢结构发生焊接变形。钢结构焊缝的不同位置有着不同的承载力，应优先焊接承载力较小钢结构部位，若是构件重量比较大，降回必然造成钢结构扭曲，导致钢结构出现焊接变形。
2.3 材料因素
不同的材料有着不同的熔点#相同温度下不同材料自身膨胀度不同、膨胀度过大或过小都会造成钢结构焊接变形，从而影响钢结构焊接质量。
2.4 焊缝位置选择不当
钢结构内必然存在焊缝，安排焊缝在不同位置，钢结构焊接变形程度不一。焊接过程中，钢结构重力针对不同承载力金属压力效果相同，选择合理纵焊缝位置，能够十分有效地控制钢结构焊接变形的发生。
2.5 钢性及焊接变形程度的差异
在同样的承载力下，刚性大的钢结构变形较小，刚性小的钢结构变形较大。因此，钢结构刚性在焊接变形中是最大的影响因素，施工人员选取刚性大的钢结构来承载较大重力，选择刚性小的钢结构来承载较小重力，很好地防止了钢结构焊接中出现变形。
3 预防措施
3.1 加强焊接温度控制
在钢结构焊接施工过程中，严格控制焊接温度，能有效避免产生焊接变形，比如，在对一个焊缝处的金属进行焊接时，应该尽量避免对周边金属造成影响。焊接施工完成后，应该及时采取有效措施进行降温，避免金属余温对周边金属造成不良影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此以外，如果焊接施工顺序安排不当，也会造成焊接变形，因此还需要结合工程实际需要合理安排焊接顺序，比如，施工人员要消除挠曲变形，可以对钢结构进行上下焊接或者对角焊接。
3.2 选择焊接技术
(1)反变形法焊接技术。目前，焊接工件因为受热收缩变形通常都会向着焊接一侧收缩，这个时候为了避免出现变形，就可以在放置焊接工件的时候，先向外弯曲一定角度，先给出一些变形余量。比如焊接90°的工件的时候，可以先将工件摆放为92°-95°，焊接收缩以后工件就会回到90°的位置，但这种方法适合那些精度要求不高的焊接工件，并且还要在焊接完成以后适当的调整其角度。(2)刚性固定法焊接技术。刚性固定法焊接工艺指的是将焊接工件紧紧固定，利用外力防止其变形，为了避免工件受到热应力和刚性力的破坏，在焊接的时候应该先进行点焊，点焊完成以后再进行拉焊。上述这两种方法都能够有效的解决焊接变形问题，但在焊接过程中还应该注意过程检测。即在钢结构焊接全过程中，及时的测量关键性参数，一旦发现这些参数因为焊接过程产生偏差，就应该立即进行相应的调整，避免工件焊接完成以后与预期相差过大而产生报废。在选取焊接方法时，应根据焊缝坡口的形状尺寸和形状，运用科学合理的方法选择破口形状与尺寸，避免不必要的焊缝，减少焊缝面积，将钢结构焊接变形程度降到最低。在设计时为减小钢结构的焊接变形可采用小刚性节点形式，减少焊缝过度集中的情况，避免双向、三向相交的发生，减小焊缝应力、焊缝交叉。焊缝位置不应选取在高应力区域，否则会因应力过大产生焊接变形。为便于钢结构焊接操作，同时保证焊接质量，应尽量避免仰焊操作。
3.3 选择焊接材料
焊接车间在选购材料的时候就应该充分的对钢材性能进行充分的调研和分析，结合焊接工件成品最终的性能要求来选择合适的材料，而不应该为了节省施工成本而选择那些劣质和廉价的材料。随着我国新型经济转型不断的深入，国家对环保工作的重视程度逐年提高，绿色、节能、环保的材料在后期的市场当中必然占据主要的地位，所以，无镀铜焊丝也可能广泛的应用到建筑领域当中。
3.4 合理选择焊接缝位置
基于相同的承载力，若是焊缝位置不同也会导致钢结构出现不同程度的焊接变形。施工人员要尽量降低钢结构金属收缩量，采用合适的焊缝位置，充分降低梁和柱构件变形，取中性轴对称或截面作为焊缝位置较好。焊缝的位置应与钢结构的截面对称或尽量靠近钢结构截面的中性轴，这样可减少钢结构的焊接变形。
3.5 消除残余变形
在钢结构焊接施工过程中，造成结构发生变形的因素有很多，包括温度、重力、钢结构材料、承载力等等，另外，焊接施工环境以及焊接施工工艺也会对焊接变形造成一定的影响，因此，在焊接施工过程中，必须积极总结经验，并采取有效的预防措施。加热矫正引起的应力会与焊接应力叠加，同向应力叠加甚至可能会使构件的总应力超过允许应力，从而导致构件承载力增大引起结构破坏。对于钢结构焊接变形，有一部分可以在焊接施工过程中有效避免，而另外一部分则可以在施工过程中进行有效控制，提高焊接生产效率，保证工程施工质量，而这就要求在钢结构制作过程中合理选择施工工艺，尽量避免构件发生形变。
结束语
总而言之，钢结构焊接质量和结构安全息息相关#随着科学技术发展，钢结构焊接技术也在不断进步，但仍易遭受温度、环境、湿度等影响出现变形，施工人员能在焊接中采取有效的措施减少焊接变形，质量也稳步提升。
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论文作者:张小刚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/21
标签：钢结构论文; 金属论文; 工件论文; 位置论文; 应力论文; 承载力论文; 过程中论文; 《防护工程》2017年第12期论文;