钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。因其自重较轻,且施工简单,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层、桥梁等领域。接下来,
广东钢结构公司小编解答一下钢结构焊接过程中,需要避免以下几种变形情况:
收缩变形
产生原因:焊接时,焊缝金属及热影响区金属在高温下发生膨胀和收缩,由于受到焊件其他部分的约束,不能自由变形,从而在焊件内部产生应力,导致收缩变形。这种变形在焊接结构中较为常见,表现为焊件整体尺寸的减小。
避免措施:可采用合理的焊接顺序,如先焊收缩量大的焊缝,后焊收缩量小的焊缝;对于长焊缝,可采用分段退焊法、跳焊法等,使焊缝热量分布均匀,减少集中收缩;还可预留收缩余量,在焊件下料时,根据焊件的结构特点和焊接工艺,预先留出一定的收缩量,以补偿焊接后的收缩变形。
角变形
产生原因:主要是由于焊缝截面形状不对称,或焊接顺序不合理,导致焊缝横向收缩在厚度方向上不均匀,从而使焊件绕焊缝轴线产生角度变化。常见于 V 形、X 形坡口的对接焊缝和 T 形接头的角焊缝。
避免措施:对于坡口焊缝,可采用对称坡口或减小坡口角度,使焊缝金属在厚度方向上的收缩尽量均匀;合理选择焊接工艺参数,控制焊接热输入,减小焊缝横向收缩差异;采用合适的焊接顺序,如双面同时对称焊接、多层多道焊时合理安排各层各道的焊接顺序等,使焊件在焊接过程中受到均匀的热作用,减少角变形。
弯曲变形
产生原因:当焊缝在焊件上分布不对称时,焊缝的纵向收缩会引起焊件向焊缝一侧弯曲。例如,在工字梁的焊接中,如果一侧的翼缘板焊缝较多或焊接热输入较大,就会导致工字梁向该侧弯曲变形。
避免措施:优化焊接工艺,尽量使焊缝对称分布,对于不对称焊缝,可先焊接焊缝少的一侧,再焊接焊缝多的一侧,以平衡焊缝的纵向收缩力;采用反变形法,在焊接前根据焊件的结构特点和焊接工艺,预先将焊件反向弯曲一定角度,使其在焊接后能够抵消焊接产生的弯曲变形;也可在焊件上设置刚性固定装置,限制焊件在焊接过程中的变形,但要注意刚性固定可能会增加焊接应力,焊接后需及时拆除固定装置并进行消除应力处理。
波浪变形
产生原因:多见于薄板结构的焊接。由于薄板的刚性较小,在焊接过程中,焊缝及其附近区域的金属受热膨胀,受到周围较冷金属的约束,产生压应力,当压应力超过薄板的临界应力时,薄板就会失稳而产生波浪变形。
避免措施:对于薄板结构,可采用较小的焊接电流和较快的焊接速度,减少焊接热输入,降低焊缝区域的温度梯度和热应力;采用合理的焊接顺序,如从中间向四周焊接、分散焊接等,使薄板受热均匀,避免局部过热;还可采用预拉伸法,在焊接前对薄板进行预拉伸,使其产生一定的预变形,焊接后再释放预拉伸力,从而减少波浪变形。
扭曲变形
产生原因:通常是由于焊接顺序不合理、焊件装配质量差或焊接时焊件受到不均匀的外力作用等原因引起的。例如,在焊接工字梁时,如果先焊接一侧的翼缘板和腹板的焊缝,再焊接另一侧的焊缝,且焊接过程中焊件没有得到有效的固定,就容易产生扭曲变形。
避免措施:制定合理的焊接顺序,尽可能使焊缝的收缩力相互平衡,避免产生扭转力矩;提高焊件的装配质量,保证焊件在焊接前的形状和尺寸精度,减少因装配误差引起的变形;在焊接过程中,采用合适的工装夹具对焊件进行刚性固定,防止焊件发生位移和转动,同时要注意工装夹具的设计和使用不能影响焊件的自由收缩。