关键词：钢结构焊接；残余应力；焊接变形控制技术
引言
焊接是钢结构材料的主要连接方法，其具有操作简单、连接快速以及节约钢材等优点，被广泛地应用于钢结构的连接过程中。但是在实际的焊接过程中，钢结构的焊接质量会受到多种因素的影响，当没有将这些不利因素控制在合理范围内，就会导致钢结构的焊接质量发生不同程度的降低，甚至导致其焊接质量不合格，无法满足安全生产的要求。通过对钢结构焊接的整个过程进行系统全面的分析，明确焊接残余应力和变形的形成原因，进而采取有针对性的改善措施，从而确保钢结构的焊接质量符合要求。
1焊接应力与焊接变形概述
（1）焊接应力。焊接应力是指在进行焊接时，受焊接热源、焊接热循环的作用，焊件受热不均而出现的内应力。一般来讲基于焊接操作产生的不均匀温度场彻底消失之前，焊件中出现的内应力叫做瞬态焊接应力。基于焊接操作产生的不均匀温度场彻底消失之后，焊件中出现的内应力叫做残余焊接应力。（2）焊接变形。焊接变形是指在焊接操作产生的不均匀温度场中，被焊接工件在形状与尺寸等方面出现的变化叫做焊接变形。一般来讲基于焊接操作产生的不均匀温度场彻底消失之前，由于温度变化而出现的变形叫做焊接瞬时变形。基于焊接操作产生的不均匀温度场彻底消失之后，焊接部位冷却到最初温度后出现的变形叫做焊接残余变形。
2焊接残余应力的控制方法
2.1热处理消除法
热处理是一种非常常用的残余应力控制方法，通过对钢结构的焊接处采取退火处理措施，提高焊接处的受热温度，其加热温度越高所需要的保温时间也越长。在热处理的过程中，要对其加热温度进行科学合理的有效控制，避免加热温度过高，导致钢结构焊接表面发生过度的氧化现象，进而造成钢结构的内部组织结构发生变化，导致其整体性能发生不同程度的降低。通过采取有效的退火处理措施，钢结构内部的残余应力会因为焊接残余应力松弛而释放出去，进而有效消除钢结构内的残余应力。
2.2锤击消除法
锤击消除法是指通过对钢结构的焊接部位进行锤击处理，进而在锤击的外力作用下延展钢结构的焊接部位，这就能够在一定的程度上抵消焊接后所产生的热胀冷缩残余应力，进而有效改善钢结构内部的残余应力状况，提高钢结构的整体性能。在对钢结构进行锤击时，要确保钢结构的焊接位置处受力均匀，避免对同一焊接位置处进行过度的锤击，进而影响锤击效果。此外，严禁对钢结构的焊接根部、盖面焊缝以及焊缝的坡口边缘进行锤击处理，避免造成不良后果。
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3钢结构焊接变形的控制措施
3.1施工环节的焊接变形控制
首先在进行钢结构焊接之前，施工人员要综合分析各节点构造、焊缝种类等方面，同时合理选用刚性固定法、反变形法等焊接方法，并有效设定焊接顺序。其次在具体焊接施工过程中，施工人员可采用对称焊接的方式来焊接焊缝。在钢结构刚度较小的情况下，先焊的焊缝很容易发生焊接变形，因此应均匀布设焊缝位置。在钢结构截面形状较为对称的情况下，通过对称焊接有效防止焊接变形现象的出现。如果焊缝不对称，就对焊缝相对较少的一侧进行焊接，之后再焊接另一侧。另外施工人员可采用发变形法，来处理焊接后出现的角变形。该方法是在实际焊接前，先将构件可能出现的焊接变形方向与大小确定下来，并尽可能使焊接操作满足设计要求。
3.2焊接参与变形的控制措施
对焊接量进行合理的控制，这样做的目的是减少焊接残余应力的产生。那么，在焊接之前，需要对焊接结构进行全面、深入地分析和探究。需要注意，不对母材进行焊缝。焊接工艺的程序也是非常重要的一项内容，对焊接残余应力也有着相应的影响。当下我国的焊接工艺技术还存在一定的问题，还需要进行相应的完善。通过焊接次序的合理改变可以在一定程度上减少焊接残余应力的产生。随着科学技术的发展，焊接技术也得到了相应的完善，需要对新型的焊接技术进行充分的应用，传统的焊接技术已经不能满足焊接构建焊接的要求。可以使用的新型的焊接技术包括二氧化碳保护焊、氩弧焊等。
3.3合理选择焊缝位置
第一，该钢结构焊接过程中，焊缝位置要与钢结构截面呈对称状态，也可使其靠近钢结构截面的中性轴，以有效降低钢结构焊接变形程度。第二，施工人员要合理选择焊缝坡口形状及其尺寸，避免不必要的焊缝，以促使焊缝面积有效减少，从最大程度地降低钢结构焊接变形程度。第三，还可采用小刚性节点形式，避免焊缝太过集中而出现双向与三向相交现象，以减小焊缝应力，防止焊缝交叉情况的出现。第四，设计人员不要将焊缝位置选择在高应力区域，以免由于应力过大而出现焊接变形。第五，施工人员应尽可能不采取仰焊操作方式，以免加大钢结构焊接难度从而确保钢结构焊接质量。
3.4采用新型焊接技术
传统的焊接技术在残余应力的控制上非常有限，进而导致残余应力的产生和钢结构发生过大的变形。因此，可以将新型的焊接技术运用于钢结构的焊接过程中，进而对钢结构中的残余应力和变形量进行有效的控制。氩弧焊和二氧化碳保护焊在焊接过程中能够形成气体保护层，进而能够避免焊接部位发生氧化，而且还能降低焊缝的产生，从而提高钢结构的焊接质量，避免残余应力和变形的发生。
结语
随着社会经济和科学技术的发展，各行各业对于焊接技术的要求有了很大的提高，需要对其性能、质量等进行相应的提高和完善。对于焊接结构来说，焊接残余应力跌消除是至关重要的，可为其提供重要的保障，在一定程度上提高其刚度、强度和稳定性等。不过，就当下的形势来说，焊接残余应力跌消除还需要一段时间，必须要对每一个环节进行充分的研究和改变，使其朝着越来越精细化的方向发展。
参考文献
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论文作者:刘大明 代志国 李万君 谢元立 高国星
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
标签：钢结构论文; 应力论文; 残余论文; 操作论文; 焊接技术论文; 过程中论文; 温度论文; 《科学与技术》2019年21期论文;