十四冶建设集团云南机械制造安装工程有限公司 云南昆明 651701
摘要：由于钢结构在建筑施工中有很多优点，如质量方面、施工方面等优点都很多，所以它的应用比较广泛。但是，由于钢结构在焊接技术上容易发生变形，就使钢结构应用技术没有办法做到尽善尽美。本文详细分析钢结构变形的各种类型和什么原因使钢结构发生了变形以及怎样有效地对钢结构的变形进行控制。希望能给同行提供帮助。
关键词：钢结构；焊接；技术；策略
引言：在建筑结构类型中，钢结构是其中之一，它的应用是非常普遍的，焊接技术是钢结构应用中最常见的一种技术。钢结构在焊接过程中由于受到多种因素的影响会发生变形，如环境、适度、温度对钢结构的焊接技术都有不同程度的影响，焊接后需要很好的保养，如果保养不全面也有可能发生变形。轻微的变形对施工有不良影响，严重的变形就给整个工程带来巨大的损失，会使工程毁于一旦，使生命财产受到威胁。因此，对于钢结构焊接发生各种变形的原因要深入研究，找到相应的策略进行解决或预防，将焊接中变形的几率降到最低，降低整个钢结构应用中的负面影响。
1钢结构变形原理
在进行钢结构焊接过程中，最基本操作就是将其进行高温加热，在此过程中，会有产生一个最高的温度，这个温度就会使焊接处的金属熔化，即熔点，最后，温度还要降至到室内温度，钢结构焊接便是在整个降温过程中逐渐完成的。金属也有一个特点，即热胀冷缩，当焊接处的金属如果达到了熔点的温度时，就会极度膨胀，但这时，距离焊接缝隙近处的金属的温度依然处于低温状态，当两处的金属进行融合的时候，由于一方温度极高，一方温度却很低，在这种情况下发生融合，就会使焊接处的金属达不到完全彻底的膨胀，从而就产生了焊接过程中的一种变形，这种形式被称为塑性变形。当这样的一个一个塑性变形结合后，就形成了钢结构的焊接变形[1]。
2钢结构焊接变形的类型
钢结构焊接发生变形，有各种不同的原因，因此也就产生了各种不同的结果。钢结构焊接变形有如下几种：
（1）纵横变形。当温度降低后，金属会产生收缩而发生变形，这种类型的变形就是纵横变形。纵横变形的主要因素是温度，当温度降低，金属就会收缩，如果以焊缝作为坐标的原点，那么钢结构的这种变形是发生在这个坐标原点的纵横轴上。（2）角度变形。在焊接过程中，当温度下降时，金属会发生收缩，但是每一处的金属的收缩量都是不同的，因此，就会产生一定角度的位移，在这种情况下产生的钢结构变形就被称为角度变形。（3）螺旋状的变形。在钢结构进行焊接过程中，由于焊缝角在钢结构的纵横面上无法达到很均匀的分布，这时金属就发生扭曲变形，从而形成了螺旋状的焊接变形。（4）错边变形。施工人员如果在加热过程中对钢结构在进行加热的时候发生了不均匀的情况，构件的收缩在程度上也会不相同，这就使钢结构的焊缝处的构件在长度上和宽度上也会发生长短不一，宽窄不同的情况，这时候所形成的变形就是错边型变形。（5）挠曲变形。当两个焊缝处产生不同的焊接变形，在感官上就会给人一种扭曲的形状，这种变形结构就称为挠曲变形。（6）波浪式变形。焊缝处本身会有内应力，它会通过外在的形式表现出来，就形成了一种波浪的形状，这种钢结构的变形就被称为波浪式的变形[2]。
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3 钢结构焊接变形的成因
使钢结构焊接发生变形的原因有很多，下面就详细介绍几种：
3.1 温度不当引起变形
在钢结构焊接过程中，温度因素是一个重要的因素，在加热时，温度会逐渐升高，会达到金属熔点，甚至还会比金属熔点高，这时，金属就会发生膨胀，当时，不同的金属，发生的膨胀程度是不同的。此时在感官上，整个钢结构给人的感觉就很不协调，这是因为钢结构已经发生了变形。当这种金属达到熔点，发生膨胀以后，此金属的自身的温度同时也在升高，达到了一定的高温，这种温度会影响到周围的金属，使其发生不同程度的膨胀，从而造成钢结构的焊接变形。
3.2焊接顺序和方法不当引起变形
钢结构有不同的部位，如果按照不同的顺序进行焊接，也有可能引起焊接变形。因为钢结构不同的焊缝处有着不同的承载力，如果先将承载力较小的部位进行焊接时，重量较大的部位有可能会发生扭曲变形，在这种情况下，钢结构焊接变形就产生了。
3.3 钢结构的材料
钢结构的材料是不同的，而不同的材料会有不同的熔点，所以，在温度相同的情况下，材料不同自身的膨胀程度就会不同，当钢结构材料膨胀过大时，或者膨胀得不够大时都会使刚结构发生变形，从而使钢结构的焊接质量受到不良影响。
3.4 钢结构总焊缝位置的选择
在钢结构焊接过程中要选择一个总焊缝的位置，总焊缝的位置不同，对钢结构的承重力就会不同，如果选择的位置不合理，就会使钢结构产生变形，所以，在选择总焊缝的时候一定要慎重选择。
3.5 钢结构的性质不同，变形的程度不同
如果承载力相同，刚性的大小与钢结构变形的程度成反比，即刚性越大，变形程度就会越小，刚性越小，变形程度就会越大，因此，而刚性的大小与钢结构的承重力成正比，即刚性大的承重力就大，刚性小的承重力就小，所以，在进行钢结构焊接过程中，要选择大的刚性承载较大的重力，要选择用较小的刚性承重较小的重力，这样就能有效降低钢结构焊接变形产生的几率[13。
4防止钢结构焊接变形的策略
4.1 适当控制焊接温度
钢结构的焊接发生变形的一个原因是由于温度控制的不当而引起的。在钢结构焊接过程中，适当的温度可以有效地控制焊接的变形，或者减少焊接中发生变形。如在进行一个焊缝处焊接时，尽量不要使其周围的金属受到影响，当焊接完成以后，要马上把温度降下来，这样就能避免周围的金属受到焊接金属余温的影响。
4.2钢结构的焊接顺序要合理安排
在焊接过程中，顺序的安排也很重要，不恰当的顺序会使钢结构发生变形。为了排除这一因素，就要焊接顺序上进行合理的安排。如，在焊接过程中，可以把杆结构进行上下焊接，或者进行对角焊接，这样能够有效防止或避免钢结构的挠曲变形。
4.3 在选择钢结构材料上要合理
选择钢结构材料，要根据用途而定，因为钢结构的用途与承载的重力是密切相关的，当用途不同时，承载的重力也会发生变化，所以，选择钢结构材料时，不要盲目。另外，要根据焊缝的位置来选择金属，因为焊缝位置不同金属其熔点是不同的，所以当确定焊缝后，要选择熔点适合的金属，这样在焊接过程中，就不会因为承载力和熔点之间产生矛盾而使钢结构发生变形。
4.4 焊缝位置要合理确定
在承载力相同情况下，焊缝位置如果不同，那么钢结构发生焊接变形在程度上也是不同的。施工过程中，要想尽办法减少焊接时金属的收缩量，从而就能防止或者降低钢结构构件的变形程度，如梁柱的变形程度就会减小，主要合理确定焊接位置，才能达到防止钢结构变形的目的。施工中，可以将中性轴的对称位置作为焊接位置，或将中性轴截面作为钢结构焊缝的位置[4]。
4.5 焊接方法要恰当
焊接方法不同，钢结构焊接变形的程度也就不相同。焊接中，如果线能量高，钢结构的变形度就会大，如果线能量低，钢结构的变形度就会低，线能量与钢结构变形度之间是成正比的。比如埋弧焊能够起到降低钢翼板在焊接中的变形程度。此外，进行腹板焊接时，也可以把埋弧焊作为一种焊接的方法。另外，在盖面焊接时，可以选择手弧焊的方法进行。如果焊接的截面积有所不同，在选择焊接方法时，就不能千篇一律，要根据实际情况进行相应的调整，以便把焊接变形的程度降到最低。
4.6合理控制焊接中的变形
在施工时，施工人员要注意钢结构的节点构造和焊缝的形式，根据实际情况，选择合适的焊接方法进行焊接，防止焊接变形的产生。比如，在焊接工艺上，要选择合适的工艺，当对焊缝处进行焊接时，采取的方式可以是对称的方式。通常情况下，较早的焊缝焊接容易出现变形，采用对称的方式就能够对钢结构的变形进行有效的控制。在焊接进行中，要对焊接均匀地布置，让每一个焊接都能和另一个焊接形成对称焊接，这样就减小了变形的程度。
结语：
钢结构已经应用到生活的各个领域，特别在建筑行业中。而建筑业又关系着人们的生命财产安全，如果施工中有疏忽，就可能造成重大的损失。因此，钢结构的质量的好坏，体现了建筑工程的质量是否过关。社会在发展，钢结构中焊接技术也随之进步，可是由于湿度、环境、温度的原因，使钢结构产生了变形。为了保证工程质量，施工人员就要在焊接过程中想尽办法将焊接变形几率尽量减少，从而提高整个工程的质量，使人们的生命财产得以保障。
参考文献：
[1] 翟俊峰. 浅谈钢结构焊接变形的成因与控制策略 [J]. 中国城市经济，2012; 02：230；
[2] 高传孝;李灵芝. 浅析钢结构焊接变形的成因与控制策略[J]. 中国建筑金属结构，2013; 10：5～7；
[3] 金立伟. 姻结构娜接变形的成 与控翻描施 [J]. 建筑，2012; 05：71～72；
[4] 靳松梅. 探究钢结构焊接变形的成因与控制措施[J]. 科技创新导报，2012; 23：88；
论文作者:华国强
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
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