摘要：钢结构广泛应用于铁路桥梁和车站工程，钢结构的应用需要焊接技术的支持。焊接过程中会受到环境、温度、湿度等多方面的影响，从而导致钢结构的各种变形。焊接的轻微变形对施工质量有严重影响，甚至破坏整个工程，危害人民生命财产安全。笔者在本文中主要分析了钢结构焊接变形的类型、原因以及焊接变形控制技术，并针对钢结构焊接变形的原因给出了相应的控制策略。
关键词：大型钢结构；焊接变形；控制技术
引言：钢结构虽然在建筑业中得到了广泛的应用，但焊接施工的变形严重阻碍了钢结构工业的广泛应用。众所周知，焊接技术要借助高温才能达成焊接效果，加热期间，要先达到焊接金属的熔点，之后再降到室温，从而完成金属的焊接过程。达到熔点时,金属会迅速膨胀,但周围却没有达到相同的温度,两者之间的相互整合,金属的焊接处就会因为膨胀不均出现变形，这似乎是不可避免的焊接现象,将极大地影响项目的进度和质量,与此同时,钢结构的承载能力将大大降低,所以笔者在下文探讨了变形的原因,并找出对策,使工程质量得到保证。
1.钢结构焊接变形的主要类型
钢结构焊接变形的原因有很多，其原因各不相同。钢结构焊接变形的主要类型为：（1）降温收缩纵横变形。这种变形是钢结构在焊接温度降低金属收缩过程中纵向和横向轴线方向的变形，以焊缝为起始点的钢结构纵向和横向变形。（2）冷却过程中收缩的差异导致角度的变形。钢结构焊缝的位置的差异主要是由于金属收缩,导致角度位移,出现了角变形。（3）焊缝角度的螺旋变形。焊接角钢结构的纵向和水平表面不能均匀分布，导致变形，进而导致焊接变形。（4）错边变形。如果加热钢结构不均匀，构件的收缩程度也会有所不同，从而导致焊缝位置在长度和宽度上的位置相同，从而导致了错误的侧变形。（5）两焊缝位置不可能会出现同一焊接变形结果，带给人一种感官扭曲变形，也就是挠区变形。（6）焊接位置有自己的内部压力，它可以在焊接位置呈现出波浪形，即波浪式变形。
2.钢结构焊接变形的主要原因
2.1材料和温度
不同的钢材料的熔点不同，其热膨胀和收缩系数也不同。焊接加热需要高温控制。当温度高时，特别是当温度超过金属熔点时，膨胀效应就大不相同了。这种差异的影响就是所谓的变形。即使在同一金属受热时，焊接部位和周围区域的膨胀也会不同，从而导致变形。
2.2焊接方法和顺序
即使是相同的钢结构，不同部件的承载能力也不同。焊接时，不同的方法和焊接顺序不同，如优先焊接薄弱的负载部件，将影响重负载部件的变形。
2.3焊接位置的选择
具体位置的选择对整个钢结构载荷性能有巨大的影响，在不同的地方，它会有不同的焊接变形，因此，在特定的焊接操作中，焊接人员在焊接中必须有焊接的经验，选择一个合适的位置来完成焊接，从而有效地避免了各种变形。
2.4钢性及焊接变形程度的差异
在相同的压力下，钢结构的变形程度与刚体的尺寸呈反相关关系。因此，在施工期间，应根据具体承载能力选择刚性相适应的钢结构，并控制焊接变形的概率。
3.焊接变形控制技术
3.1设计过程
焊接工艺的科学设计可以从源头控制焊接变形。因此，在设计过程中，我们应具备严谨、科学的态度。根据钢结构的变形原因和特点，作出符合实际情况的设计。因为焊接接缝可以直接影响钢结构的性能，焊接的大小和它的数量之间有一定的相关性。因此，在设计期间应制定更合理的规划，以减少焊缝数量，有效控制钢结构焊缝数量。而对于梁柱形式的钢结构，设置对称性的焊缝位置，能够尽量减少钢结构的焊接变形的现象。此外，对于高度不同的焊缝，需要有经验的人员用科学合理的方法完成焊接，确保钢结构的负载性能，使焊缝区域理想。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，在设计的时候，我们应该防止焊缝被集中，并采用较小的刚性节点，并在应力相对较低的部位，将集中区域和交叉区域控制在一个范围，使焊接变形的幅度处于最低状态。总之，设计师应该具备扎实的焊接知识，能够灵活地运用知识进行技术服务。
3.2施工过程
在具体的施工过程中，常会用到对称焊接方式，将焊接期间可能会出现的焊接变形控制住，遇到有焊点不对称的情况，要坚持远距离的原则，将两端做为起始点，优化焊点距离，并要尽量避免钢结构的重复受热导致的变形。因此，焊接人员应根据自己的经验准确地预测可能的变形，确定其方向或角度，并采取相应的预防措施来控制变形。在正确的时间,处理倾斜角的方法是处理钢结构的厚度的问题,保留一定的空间,以防止后面的麻烦。比如，在工字梁焊接过程中，要预留出收缩量，在设计下料和设计阶段，就要选择表面平直且材质达标的材料，并预留出收缩量。工字梁的小批量生产将使用一个反变形技术,反变形的正确使用,可以有效地减少角变形,但工形梁长度较长,因此,在焊接过程中利用二氧化碳焊接工艺时，要采用对称逆向分段的方式，将分为几部分控制焊缝。
4.有效控制大型结构焊接变形的策略
4.1焊缝位置的合理选择
在相同承载力的基础上，如果焊缝位置不同，则钢结构的焊接变形会有所不同。施工人员应尽量减少钢结构金属的收缩，采用合适的焊接位置，减少梁和柱的变形，以中性轴对称或截面为焊缝位置。
4.2采用合适的钢结构焊接顺序
为了消除弯曲变形，我们可以采用对角焊接的方法。
4.3根据使用情况选择材料
钢结构用途不同，轴承的重力也会有所不同。因此，施工人员应根据钢结构选用最佳材料，应根据焊缝位置选用不同的熔点金属，通过焊接的承载能力和变形的熔点来选择不同的钢结构。
4.4实现钢结构焊接变形的合理控制
在钢结构节点构造不同或是焊缝的形式不同的情况下，施工人员要选择合适方法控制焊接变形。例如，可以选择合适的焊接工艺，尽量采用对称焊接、分段焊等方式。一般情况下发生变形的焊缝是焊接较早的焊缝，采取对称焊接可以充分减小钢结构焊接的变形程度。由此可见，施工人员能够均匀布置焊缝，使得每一焊缝都具有另外对称的一个焊缝，且选择焊接方式至关重要。
4.5选择合理的焊接温度
钢结构的焊接变形部分是由于温度不适当引起的。焊接时应控制温度，以减少焊接变形。如可在焊接缝金属内尽量不造成周围金属遭受影响，则需要在焊接完成后迅速冷却，以避免金属废料温度对周围金属的影响。
4.6保证钢结构焊接方法的合理性
焊缝的能量可以在一定程度上决定焊接变形的程度。埋弧焊可以减少钢翼板焊接变形程度。手工电弧焊能够被运用于盖面焊接中，不同的焊接方法会导致不同的变形。
结束语：在钢结构中，焊接变形有很多原因，但也有无数的方法可以防止焊接变形。从技术上讲，对焊接变形采取有效的预防和控制措施是最经济、最合理的。新技术的创新，焊接技术将会越来越多样化，应用越来越成熟，当焊接钢结构时，为了保证钢结构的生产质量，必须采用合理的预防和控制变形的方法，在生产和施工中，不断地进行技术总结和创新，首先控制施工中的变形，不仅能保证施工质量，还能为人们的人身安全提供保障。
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论文作者:胡付生,崔腾云
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/4
标签：钢结构论文; 位置论文; 金属论文; 熔点论文; 温度论文; 方法论文; 技术论文; 《防护工程》2017年第36期论文;