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摘要：大型钢结构焊接技术是工业领域和建筑工程领域中长使用的施工技术，其主要作用就是实现大型钢结构的连接，该技术的工艺要求较高，并且施工工艺较为复杂，这也对施工人员有着较高的要求。不能确保施工工艺的精确度，就会影响最终的焊接质量，在一些大型钢结构焊接工作中往往会出现一些质量问题，主要问题是焊接中造成的钢结构变形的问题。本文就是对大型钢结构制作工艺的技术难点做出的阐述，同时指出一些造成焊接变形问题的影响因素，并结合这些影响因素提出一些相应的解决措施。
关键词：大型钢结构；焊接变形；措施
引言：大型钢结构的焊接工作，其要求的技术水平较高，操作难度较大，在焊接工作中，往往会出现一定程度的质量问题，特别是焊接对钢结构造成的形变。影响大型钢结构焊接质量的因素有很多，想要提高大型钢结构的焊接质量，就需要从综合方面加以改进，下面就来具体说明一下影响大型钢结构焊接质量的因素。
一、大型钢结构焊接工作中的技术难点
大型钢结构具有体积大，施工精度要求高的特点，在焊接大型钢结构时，需要根据钢材的结构特点在焊接位置加以标记，然后要在焊接位置划分网格，由于在焊接时热源过于集中，大型钢结构的焊接面积由较大，不能保证温度分布的均匀性，就会让焊接质量无法保证。增加的网格的数量就会加大计算工作的难度，进而增大了大型钢结构焊接工作中数据分析的复杂性，因此这也是大型钢结构焊接工作中的技术难点之一。由于大型钢结构焊接时焊接面积较大，焊接中的温度、应力等参数的变化都会对钢材的整体结构造成变化，这些变化往往都是瞬息万变的，如何保证对大型钢结构焊接工作进行精准瞬态分析，是保证焊接工作质量的关键因素。因此，在大型钢结构焊接时，如何有效的降低瞬态分析中的数据误差，也是大型钢结构焊接工作中的技术难点之一。
二、大型钢结构制作中造成焊接变形问题的影响因素
（一）焊接材料对大型钢结构制作的影响
在大型钢结构制作工作中，焊接材料是实现钢材料之间连接的重要原料。在焊接的过程中，由于焊接点温度较高，焊接材料会因为高温而产生物理性能方面的变化，进而焊接材料出现变形，连带着会影响钢结构产生变形。其明显表现为焊接点位因为温度过高，焊接点位的焊接材料受高温影响开始膨胀，这种膨胀会随着温度的升高而升高，进而膨胀的焊接材料会向两侧钢材料方向挤压，进而使两侧钢材料变形。
（二）钢材料对大型钢结构制作的影响
钢材是组成大型钢结构的主要材料，钢材的刚度直接决定着大型钢结构的抗弯曲和抗拉伸能力，所以钢材刚度必须达到施工标准。只有在钢材刚度达到施工标准的基础上，才能减少焊接过程中出现形变的可能。在焊接过程中，钢材的截面形状决定了工字型钢的弯曲变形量，因此钢材的截面面积也是决定纵向结构是否变形的影响因素之一。
（三）焊接工艺对大型钢结构制作的影响
焊接工艺决定了大型钢结构的制作水平，同时，焊接工艺也是造成焊接变形问题的影响因素之一。在大型钢结构的制作工作中，使用的焊接方式是否正确，也决定着大型钢结构是否出现焊接变形问题。目前，大型钢结构制作工作中常使用两种焊接方式，一种为对接焊缝，该工艺主要是对两个对接在一起的钢材料进行焊接，最终让两个钢材料组成一体，这种焊接工艺往往会引起钢结构横向的收缩变形，对纵向的变形量影响不大。另一种为多层焊接，这种工艺是对多层钢结构进行焊接，焊接质量焊接层数的影响，钢材叠加层数越多，焊接难度越大，另外随着焊接成数的增加，焊接变形量会相应增加，最终各层之间的变形量相加在一起导致钢结构的焊接变形。
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（四）焊接点位对大型钢结构制作的影响
在大型钢结构的制作中，钢结构上的焊接点位也是造成焊接变形问题的影响因素之一，焊接点位在钢结构上所处位置不同，对钢结构产生的变形量也不同，例如在大型钢结构的受力位置，如果存在焊接点位，那么该出焊接点位就会受力较大，进而让焊接点位出现变形，进而连带着这个钢结构出现变形，不仅会出现焊接变形问题，还会影响整个钢结构的稳固性。
三、防止焊接变形问题发生的措施
（一）科学的选择焊接顺序
在进行大型钢结构制作工作时，首先应该科学的选择焊接顺序，对钢材的焊接应该先从钢材背面开始，之后焊接钢材坡口位置，焊接完成后再焊接钢材正面的区域。焊接应该保证先对横向的连接点进行焊接，横向焊接完成后，在进行纵向的焊接，同时，在横向焊接完成后应该等待焊接点的充分冷却，这样有利于钢结构横向焊接点的横向收缩得到释放，待横向焊接点冷却后再进行纵向的焊接，这样可以避免焊接点收缩造成的焊接变形。科学合理的进行焊接，可以减少钢材的翻转次数，进而降低大型钢结构翻转时的受力次数，进而降低翻转钢结构时造成焊接变形的概率。
（二）根据焊接位置进行精确地变形分析
大型钢结构的焊接工作中，对钢结构中一些特殊位置的焊接工作，应该先保证变形分析的准确性。钢结构中一些特殊位置焊接面积大，更容易出现焊接变形问题，例如腹板厚度小于翼板厚度的折角位置，对这种特殊位置的焊接应该对熔焊时产生的焊接热输入进行计算，准确地掌握热能对钢结构的变形影响，进而控制焊接热输入，减小对钢结构的变形影响。通过准确的变形分析，可以减少腹板和翼板焊接时变形的可能，保证焊接后可以恢复材料的原始形状，进而保证板面的贴合度达到施工标准。做好瞬态分析工作，保证焊接工作的精度，可以有效解决焊接造成的热源过于集中的问题。
（三）规范工艺流程保证焊接质量
在两侧钢材与腹板的焊接工作，应该规范其焊接工艺流程，由于腹板居中过于单薄，如果先从一侧往另一侧焊接，很容易造成腹板的逐步变形，进而导致焊接到最后变形量过大，影响焊接质量。在焊接腹板时，施工人员应该同时对腹板两侧进行焊接，这样可以准确的固定腹板的两端，就可以避免腹板变形量逐步加大的问题。同时对腹板两侧进行焊接，也可以保证腹板的垂直效果，进而提高焊接质量。
（五）通过辅助工具加强钢结构刚度
大型钢结构的焊接点较多，焊接区域形状复杂，这也让焊接难度变得更大，特别是对钢结构多个方向的焊接时，往往会因为焊接点之间的影响产生焊接变形。为了保证钢结构在焊接时形态不会被影响，可以根据需要使用相应的辅助工具，例如固定夹具，通过夹具固定钢材料，固定后再进行焊接，可以防止钢材料的位移，另外焊接温度造成的材料膨胀会影响到焊接位置两侧的钢材料，通过固定夹具可以保证两侧钢材料不会受到焊接材料受热膨胀的影响，进而提高了钢结构的刚度，减少了大型钢结构焊接带来的变形问题。
（六）控制焊缝尺寸减少焊接应力
应该根据钢结构的连接需要，合理的控制焊缝尺寸，通过科学的计算分析，确定正确有效的焊缝尺寸，可以有效的较少焊接区域过大造成的温度过高问题，降低了焊接时产生的高温，就可以避免焊缝区域受热不均带来的形变，进而达到了减少焊接应力的目的。同时可以改进还接时所使用的焊接材料，以便提高焊接材料的抗变形性能，焊接材料应选用锰、硅含量较高的型号，这样也有助于保证大型钢结构的焊接质量。
结束语：综上所述，大型钢结构制作工作，应该注重焊接工艺与焊接细节的规范，科学合理的安排焊接顺序、改进焊接工艺与材料，这样就可以有效的避免焊接变形的发生。
参考文献：
[1]李进卫. 破解建筑钢结构焊接变形的技术探讨[J]. 特钢技术,2016,22(01):13-18+22.
[2]林焱彬. 大型钢结构制作中焊接变形的控制[J]. 河南建材,2016(04):10.
[3]周立红. 浅析大型钢结构焊接变形控制技术[J]. 工程建设与设计,2017(05):32-34+37.
论文作者:王明涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：钢结构论文; 钢材论文; 腹板论文; 工作论文; 材料论文; 位置论文; 质量论文; 《防护工程》2019年第4期论文;