中山广船国际船舶及海洋工程有限公司 广东省中山市 528400
摘要：近年来，随着建筑钢在工程中的不断使用，建筑钢结构凭借其自身优势，在建筑工程中的利用率不断提高。在此背景下，不同形式的焊接设备和焊接方法也随之发生变化。目前，如何提升建筑钢的焊接技术成为一个重要课题。基于此，本文分析建筑钢结构在焊接过程中变形的种类与影响因素，并采取适当的防范措施，对于保证建筑钢结构工程质量、提升工程进度具有重要意义。
关键词：建筑钢结构；焊接变形；控制
引言
在钢结构中，产生焊接变形的原因是多种多样的，但防止焊接变形的方法也不计其数。从工艺上来讲，对焊接变形采取有效的防控措施是最经济的，也是较为合理的。技术手段的不断革新，焊接技术会越来越多样化，应用越来越成熟，焊接钢结构时，要保证钢结构构件的生产质量，就必须采用合理的防控变形的方法，在生产建设中，不断进行技术的总结和创新，将控制变形放在施工的首要位置，不仅能够保证建筑的质量，还能为人们的生命安全提供保障。
1建筑钢结构分析
当前，在建筑行业应用最著名的建筑钢结构便是北京的“鸟巢”、CCTV新址大楼、“水立方”、广州新电视塔、杭州湾跨海大桥与上海环球金融中心等。焊接技术在此背景下也得到了快速的发展，我国焊接技术不断引进国外先进的焊接方法，且有大量的科研人员加入了焊接技术的研究行列。而建筑钢结构的焊接过程是在高温加热的条件下，使焊缝熔池金属熔点的温度达到最高水平，促使熔池周围额金属湿度由熔点开始逐渐递减，直至达到室温。焊接过程的高温金属受热膨胀，并受到周围温度较低的金属的影响，使其无法自由膨胀，使得塑性逐渐变形。在焊接冷却过程中，塑性收缩后的金属，受到周围其他金属的影响，无法自由进行收缩，使得整体建筑钢结构产生一定的收缩效应，进而形成了焊接变形。人们在使用建筑钢结构的过程中逐渐发现，焊接变形后的金属对建筑钢结构产生较大的影响，尤其针对建筑钢结构的尺寸、外形与安装等方面产生了不良影响，不仅影响了建筑钢结构的质量，而且影响了建筑钢结构的外表美观性，在建筑工业中不利于为人们带来较高的感知体验。
2建筑钢焊接变形的种类与因素分析
2.1建筑钢焊接变形的种类
由于建筑钢结构焊接时接头形式、公益、方法、焊接缝等的不同，造成建筑钢在焊接时容易变形。总结起来可以分为纵横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形和螺旋形变形。其中，纵横向收缩以及角变形是建筑钢结构在焊接中变形的主要表现形式。建筑钢焊接后在焊接缝方面的收缩变形称为纵向变形，而垂直方式向的收缩变形称为横向收缩变形。纵横向变形产生的原因是由于焊接时，高温区金属的热胀冷缩受到金属阻碍，产生了收缩变形，进而导致建筑钢结构变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆挠曲变形是建筑钢节构焊接时外形发生了变化，产生的主要原因是因为建筑钢焊接时，两侧焊缝收缩变形的变形量不同而引起的。角变形是焊接后平面缝产生的角位移，主要造成原因是因为建筑钢沿板厚焊接缝收缩变量的不同而造成。
2.2建筑钢焊接变形的因素
在建筑钢实际焊接过程中，不同条件所产生的焊接变形各不相同。并且在多种多样的焊接工艺中，焊接线量与建筑钢在焊接时造成的变形量呈正比。决定焊接线需求量的主要因素有：①建筑钢结构焊接时焊缝尺寸的大小。焊缝尺寸越大，则建筑钢焊接时需要的焊接能量越大。②焊接分层方式。焊缝焊接的越早，焊接过程分层越多。因此，每层所需的焊线能量越大，建筑钢的变形就越大。但是对于开坡口的建筑钢焊缝的角变形来说，分层数越多，角变形越大。主要造成的原因是焊件厚度不稳温度所决定的。③在满足焊接能所需能量要求前体现下，间断性的焊接方式可以影响焊接性变形。根据以前专家的研究可知，对于相同的建筑钢和相同的焊缝，选择不同的焊接方法，可导致焊接变形的结果也不同，角变形的焊接变形结果最大，其次为手弧焊。
3建筑钢结构焊接变形的控制方式
3.1 建筑钢结构侧弯的控制
建筑钢结构侧弯主要是焊接过程中的金属变形而引起的钢结构扭曲。目前，控制建筑钢结构侧弯的主要措施是多次侧身与分层施焊工艺，即在建筑钢结构的钢架屋架样板上，经过拼装，安接一面钢屋架，同时将钢屋架的角钢与连接钢板进行长主焊接设计。其中焊接过程中的焊缝层要求在1/2~1/3 时进行翻身，与另一面的钢屋架进行拼装，焊接尺寸严格按照标准要求完成后，再进行一次翻身，进行另一面的焊缝焊接，使之焊接过程完全符合标准要求。这种焊接方法使得焊接过程中的变形相互抵消，进而达到建筑钢结构侧弯的控制目的。
3.2加强建筑钢结构焊接施工过程的管理
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，焊接人员要结合自身的从业经验，准确地预测出可能产生的变形，定位其会产生的方位或角度，采取相应的预防措施来控制变形。适时采用处理坡口角的方式处理钢结构过厚的问题，并预留出一定的空间防止后患。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。在小批量生产的工字梁还会用到的一种反变形技术，适当地运用反变形，可以较好地减少角变形的情况，但是由于工字梁的长度较长，因此，在利用二氧化碳焊接工艺时，要采用对称逆向分段的方式，将焊缝分成几个小段，并控制每条焊缝的长度，并且在焊接时都与焊接的总方向是相反的。
3.3 焊接现场管理
在建筑钢结构焊接的时候对于现场人员的管理也是减少焊接变形的一种方式：①确保所有焊接工作者上岗证，并且受过专门的培训和实际操作；②建筑钢结构的工作人员要有认真负责的工作态度，能够严格的根据图纸需求进行工作，确保每一个焊接点的质量；③建筑钢结构焊接的时候必须要根据国家工程质量监督管理的标准进行焊接。
4钢结构焊接变形的矫正
实际工作中，钢结构的变形是常会发生的问题，较难避免。尽管有意识的控制能起到一定的作用，但是也会有些情况超出了人们的控制范围，这时，就需要用有效的措施来进行矫正，减少变形带来的损失或危害。
4.1机械矫正
这种矫正方法是要借助外力的敲击，使得钢结构恢复到正常的状态，由于施工成本较低，而且能很快见到效果，因此应用的范围最广。但是这种矫正方式只适用于强度较大的钢结构中，对于强度较小的钢结构，就会很容易遭受损坏。
4.2火焰矫正
加热矫正的方式也是最常用的矫正方式之一。针对钢结构不同的变形情况，选用合适的火焰温度，对变形结构进行矫正。在实际的施工中，常常用低位来矫正向上弯曲的变形钢结构，而用两段加热的方式，改善纵向焊缝变形的情况。
结束语
钢制材料在现代建筑中使用的频率越来越高，而钢制材料在组装中最为重要的技术就是焊接技术。在焊接的时候，由于越靠近焊接点温度越高，因此，在实际操作的时候会对焊接点周围产生一个应力，从而导致变形。焊接的时候一旦出现变形将会直接的影响钢制材料的尺寸，从而延误钢制材料的组装和工程。
参考文献
[1]唐旭.钢结构件制作焊接变形的控制与分析[J].科技展望，2016，2619：52-53.
[2]朱克林.钢结构焊接变形控制策略探讨[J].中国金属通报，2016，06：59-60.
[3]李进卫.破解建筑钢结构焊接变形的技术探讨[J].特钢技术，2016，2201：13-18+22.
[4]李照广，张全贞，张强，郭湘漪，张雪毅.钢结构焊接变形的控制[J].江西建材，2016，18：94.
[5]张俊.浅谈钢结构焊接中存在的问题及措施[J].佳木斯职业学院学报，2016，11：490-491.
论文作者:宋平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/25
标签：钢结构论文; 建筑论文; 方式论文; 金属论文; 过程中论文; 屋架论文; 方法论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;