摘要：焊接技术以一种用来进行金属材料结合的工艺，它主要是通过加热或高压的形式来对金属材料的局部进行加热，等待金属材料变成液态时又通过自然冷却等方法使其融合在一起方式。在很多时候，由于加热条件的不同、加工件的材质、大小的不同，会使得焊件会因为局部受热不均匀产生焊接变形，这一方面影响美观不说，它还会严重的影响到钢结构的整体性能。本文正是从分析钢结构在焊接时发生变形的原因和类型展开了分析，通过制定有效的策略来改善钢结构中存在的这类问题，为后续减少钢结构焊接作业中发生变形的提供理论指导。
关键词：钢结构；焊接变形；起因；控制
前言：随着建筑业的快速发展，行业对钢结构的需求量与日俱增，这也为焊接技术的发展奠定了扎实的基础，但是由于容易受到种种的内外环境的影响，焊接变形的问题始终是在所难免。好在很多经验丰富的焊接工人在实际工作中能够凭借他们丰富的实践经验来解决钢结构焊接工作中存在的焊接变形问题，以此提升钢结构的品质，在此笔者将其进行归纳和整理，阐述了改善焊接变形的相关知识理论。
1钢结构焊接变形的主要类型
从很多的焊接变形是以中我们可以发现，导致焊接变形的原因是多方面的，按照变形的类型我们可以将其划分为这几类：①降温收缩纵横变形。完成焊接工件温度在冷却的过程中，钢结构以焊缝为起点，它会沿着纵横轴方向发生收缩变形，这时我们能够明显的看到它的变形情况；②钢结构在降温冷却过程中因为不同局部的收缩量不同产生角度变形。它表现在钢板发生收缩后因为收缩量的不同导致角度位移，这就给人呈现很明显的角度变形的情形；③焊缝角螺旋状变形。这时由于在进行局部焊接之后，因为钢结构的纵横面收缩不均而产生的变形；④错边变形。以焊缝为起点的局部加热之后，由于受热不均导致构件的收缩量大小不一致，因此导致构件的长和宽发生变形。⑤不同的焊缝位置之间的变形程度不同，全部集聚在一起就形成了挠区变形，也就是我们所说的面目全非的感觉。⑥波浪形变形。在进行局部焊接时由于高温的作用，使得焊缝位置周围存在内应力，应力的大小就会出现类似于波浪式的焊接变形。
2钢结构焊接变形产生的原因
引起钢结构焊接变形的原因多种多样，本文总结了以下几种进行阐述。
2.1 温度控制不当
从种种的迹象表明，引起焊接变形的最大罪魁祸首是温度。高温会使金属发生热胀冷缩，一旦温度超过了金属的熔点时，金属就会发生不停的膨胀，当其冷却下来时它的膨胀状态也被保留了下来，给人一看就是变形的情形。同时即便是局部加热，高温会使得局部金属的体积膨胀而对周围的金属造成挤压而产生变形，同时高温也会传递给周围的金属导致它们出现不同的膨胀变形。
2.2 钢结构的焊接顺序和方法不当
在对钢结构进行焊接时，需要讲究方式方法，要按照施工的顺序要求来执行，切不可颠倒顺序，否则就会导致钢结构发生焊接变形。一般来讲，由于焊接工艺和焊接材质的不同，不同的焊缝处的承载力不尽相同，因此要遵循先重后轻的原则，防止因为后期重力较大的钢结构挤压承载力较小的钢结构导致变形。
2.3 钢结构的材料
金属材料的熔点各不相同，与此同时在温度相同的情况下他们的膨胀系数也存在着差异。我们在进行局部焊接时无论是膨胀程度过大或者过小，始终都会对整个钢结构的焊接处造成变形，这就会严重的影响到我们的焊接质量。
2.4 钢结构的焊缝位置
往往在很多时候，在进行钢结构焊接时都会涉及到一个总焊缝，总焊缝的位置决定着钢结构在焊接过程中的受力情况，随着焊接进度的不断推进，钢结构的整体重力也会不断的增大，这对总焊缝的压力也就越来越大，所以我们需要灵活的设计总焊缝的位置，预防和控制钢结构的焊接变形。
2.5 刚性不同，变形程度不同
按理来讲，在承载力大小一致的情况下，刚性越大的钢结构变形程度较小，反之亦然。因此我们在设计钢结构时需要提前的预知它的承载能力，然后再根据承载重力的大小来或者不同刚性的钢结构，这样就能够降低钢结构发生焊接变形的产生概率。
3对于控制钢结构焊接变形的几点思考
3.1 从设计上控制钢结构焊接的形变
钢结构建筑是未来社会发展的一个趋势，它减少了对建筑施工材料的消耗，同时又不失艺术审美价值，同时它还能够承受较大强度的负载，我们也可以通过优化钢结构设计来降低钢结构存在焊接形变的事实。
第一，在确保钢结构质量稳定的基础上减少焊接点的数目和尺寸。因为焊点数目多的话需要加热的面积就会越多，同时要是焊接尺寸伴随的加热时间也会相应的变长，进而就导致焊接变形更加严重。
第二，科学的设计钢结构建筑的承压位置，并且要考虑到焊点的对称性，这样就能够确保整体结构的受力均匀，尽可能的将焊点与钢材截面的中轴设计在一条直线上，这样就能够降低在施工中受到压力而发生变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
第三，要结合所选用的钢材焊接面尺寸和形状大小来选择焊接材料和焊接方法，这样一来能够尽最大可能的降低局部的受热时间，避免的长时间的加热导致金属发生膨胀变形。
第四，钢结构焊接点的设计要避免过于集中或者靠近部位存在多个焊点，因为这样也会使得在加热的过程中会导致局部反复的受热而发生形变，同时也会导致钢材料的刚度发生下降。
第五，针对钢结构建筑中受力比较大的位置应该尽量避免进行焊接，及时焊接没产生变形，出现焊点的钢材的应力能力也大打折扣。为了保证施工质量，应减少应力点的焊接。
第六，焊接作业尽可能的进行简单没有较高难度的焊接，因为高难度焊接对于焊工的个人能力和经验都具有苛刻的要求，不是人人都可以胜任的。对于高难度的焊接任务应当选择经验丰富的焊工进行操作，确保焊接工作万无一失。
3.2 在操作过程中控制钢结构焊接形变
除了在设计时注意钢结构的焊接问题，更重要的就是在整个施工过程中要不断提高焊接的技术和工艺将每一个焊点处理的更精细。
第一，针对存在焊点对称的焊接需要采用对称式焊接方法来进行，这样就能够保证焊接工作的同步进行，同时两端的受力也相对比较均匀，很好的控制了钢材的形变。
第二，针对焊点是不对称、无序排列的，可以先“先两头后中间”的方法，先进行两头焊点的焊接固定好工件，再进行距离上一个点较远的焊点进行焊接，确保之前的焊点冷却充分。
第三，评估焊点出金属的变形角度和方向，在实际的焊接作业时借助其他工具或者利用反向加热来预防变形。
第四，钢结构焊接时要注意纵横向变形，普遍都是纵向焊接，假设需要横向焊接时需要将工件固定好，防止出现焊接变形。
第五，如果 T 形接头板厚度过大的话，则可以利用开坡口角进行处理。
第六，对于加热收缩量较大的构件，在进行焊接时要充分的预留一定长度的金属，当它在发生收缩使可以作为对收缩量的补偿。
4钢结构焊接变形的控制策略
影响钢结构焊接变形的原因是多方面的，影响因素可能是温度、重力、钢结构的材料、钢结构的承载力等。为了预防在实际的工作中出现钢结构变形，首先要做的是提前进行实验来预测在焊接过程中的钢结构变形情况，进而给实际施工提供参考意见。
4.1 合理控制焊接温度
焊接温度是导致焊接变形的其中一个原因，金属的熔点不同、遇热后的膨胀系数也不相同，我们要根据施工时的钢结构特性来事先控制好焊接的温度，并在焊接结束后尽快的金属进行降温，防止它对周围金属造成影响。
4.2 安排好钢结构的焊接顺序
规范焊接顺序，严格的按照焊接流程来进行操作，同时对焊接过程中存在的变形进行调整校正。
4.3 根据钢结构的用途选择合适的材料
钢结构的用途不同，其所承载的重力也就不相同。施工人员应该根据钢结构的用途选择合适的材料，同时，也应该根据焊缝的位置选择不同熔点的金属，从而控制钢结构在焊接过程中由于承载力和熔点的不同产生的变形。
4.4 焊缝位置要选择合理
科学的选择焊缝，这样能够减少重力对焊缝的影响，同时也降低关键结构处的变形量，一般以中性轴的对称位置或其截面位置作为焊缝的位置。
4.5 钢结构焊接变形在施工过程中进行合理控制
焊工在进行实际的焊接作业时要根据具体的情况来选择焊接工艺，对于可能存在的变形要加以控制。一般可采用对称焊接法来进行金属焊接，这样能够降低金属受力不均、受热变形的情况；对于不对称的焊缝应该要做到先轻后重，避免局部的承压过大。与此同时焊缝的受力、受热都要做到均匀，这样能够减少变形量。
结语：钢结构在现在生活各个领域的应用十分广泛，尤其是建筑行业。而建筑业又与人民的生命财产息息相关，施工人员稍有不慎，便可能造成严重的后果。因此，钢结构的质量在一定程度上体现了建筑工程的质量。
参考文献：
[1]宋广豪.钢结构焊接变形的起因及其控制方法探讨[J].门窗，2012，（10）：190-192.
[2]卢进起，常德志，曲锋军.浅析钢结构焊接变形及其控制方法[J].中国建筑金属结构，2013，（04）：3-7.
[3]李勇.钢结构焊接变形控制技术[J].江西建材，2017，（06）：106-108.
[4]王丰景.钢结构焊接变形与焊接应力研究[J].工程技术研究，2017，（04）：72-73.
[5]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）：230-230.
论文作者:肖盛龙,蔡成
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：钢结构论文; 金属论文; 局部论文; 发生论文; 位置论文; 焊点论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第4期论文;