徐浩 郎辛刚 赵兵 邱斌
中车青岛四方机车车辆股份有限公司
摘要:在钢结构焊接过程中,针对变形控制要给予更多重视。在焊接变形控制过程中,可以通过加强钢结构焊接工艺优化、加强焊接散热控制、加强开裂与残余变形控制等不同方式,将变形问题控制在有效范围内。
关键词:钢结构;焊接;变形
在钢结构件制作过程中,通常情况下会使用焊接技术,在实际制作工作开展中,焊接变形是经常出现的一个问题。一旦出现焊接变形情况,那么会对钢结构几何尺寸、装配质量等产生影响。因此,在钢结构焊接过程中,针对变形问题要进行有效控制,这样才能使得钢结构质量得到保障,为我国钢结构件生产行业的更好发展打下良好基础。怎样对钢结构焊接变形进行有效控制,是当前我国钢结构行业发展中的一个重要问题。
1、钢结构焊接变形的不良影响分析
钢结构在焊接过程中出现变形问题,会产生很多不良影响,本文主要从以下几点进行阐述与分析:
(1)焊接变形问题的出现,会对钢结构施工工作的展开产生很大影响。在钢结构件设计、加工与安装过程中,都会有相应的尺寸要求,如果在焊接期间出现变形情况,那么为使得杆结构施工质量得到保障,需要对发生变形的部位进行调整,增加施工量。
(2)出现焊接变形问题,使得焊件与焊接结构的工作条件发生一定转变。当钢结构出现变形问题后,那么钢结构以及内部中心线会出现变形问题,在其内部会出现内应力,不仅使得钢结构件强度发生改变,而且钢结构的稳定性也无法在最大程度上得到保障。
2、钢结构焊接常见变形类型
对于钢结构件焊接过程中的常见变形问题,主要从以下几点进行阐述:
(1)横向变形与竖向变形。金属结构无论是横向变形,还是纵向变形,被人们称之为收缩变形。造成横向变形的主要原因是,在钢结构件加热期间,受热地方不同,使得受热程度也存在很大不同,这使得钢结构件在后期冷却期间也会产生一定差异,从而出现横向变形问题。纵向变形出现的主要原因是,钢结构件在冷却过程中,因为受热程度较大,会出现严重的压缩。同时冷却过程中的收缩度较大,从而出现纵向变形情况。
(2)角变形与弯曲变形。角变形情况的出现会发生在不同部位,比如,焊接接头部位、对接接头部位、接头焊缝部位等。造成这一情况的主要原因是,钢结构件的板厚度较厚,这使得板子的均匀受热无法保障,经常会出现一边凉,一边热的情况,导致钢结构件收缩一致性无法保障,从而出现角变形情况。弯曲变形是钢结构变形中经常出现的一个问题,此类变形问题的出现,会对钢结构件带来很大影响。弯曲变形问题出现的主要原因是,钢结构件在冷却期间出现收缩情况,无论是横向收缩,还是纵向收缩均受损,从而出现弯曲变形。
3、钢结构焊接变形控制措施
3.1加强钢结构焊接工艺优化
在钢结构焊接过程中,会使用焊接工艺,整个焊接工艺通常情况下会包含三部分,分别是预热环节、焊接环节与矫正环节。在钢结构焊接期间,变形法、预拉伸法等,是焊接过程中经常使用的焊接方式[1]。具体焊接方式的选择,需要结合钢结构件实际情况展开。如果钢结构件尺寸较大,那么在焊接期间出现变形情况,那么会对整个成品质量产生影响。预热法实际上就是反变形法,相关工作人员要提前了解材料特性情况,并做好钢结构焊接变形量计算工作,这样通过反向变形的方式,促使焊接变形量能够在最大程度上被抵消。在预热法的选择中,工作人员要严格结合焊接材料进行,在预热时间的确定过程中,需要综合考虑焊接材料性能情况以及当时的气温情况等。这样才能在最大程度上确保,在焊接期间能够保证热应力传递的均匀性,这样可以实现对焊接变形问题的控制。
3.2加强焊接散热控制
钢结构在焊接过程中,焊接材料温度会快速上升,在此期间,如果热量传递的均匀性无法保障,那么温度变化会出现不均匀情况,使得钢结构应力无法实现均匀传递,从而出现变形问题。在此背景下,要做好钢结构焊接过程中的散热控制工作,在最大程度上保证焊接温度变化的均匀性。为实现这一目的,要加强对现代化科学技术手段的应用,结合焊接实际情况,将周围存在的热量及时散开,这样可以防止变形情况的出现。
3.3加强开裂与残余变形控制
在钢结构焊接工作开展中,不同因素都有可能造成变形问题的出现,比如,焊接工艺影响、焊接环境影响以及钢结构材料影响等。加热矫正会造成应力、钢结构焊接应力之间的相互叠加,应力在同向叠加过程中,会出现钢结构件应力过大,不符合相应设计要求,从而使得钢结构被破坏[2]。针对这一问题,需要将其中的焊接残余变形及时去除,使得钢结构性能可以得到提升。将焊接后存在开裂风险的钢结构进行修复与调整,这样可以避免开裂的钢结构件直接进入到下一工作流程中。在这一过程中,为使得风险问题能够在最大程度上避免,需要工作人员在钢结构焊接工作开展中,能够严格按照相应操作流程与工作标准进行。对于焊接中的注意事项有正确认识,从而减少变形问题的出现,将开裂、残余变形问题更好解决。
3.4优化焊接流程
为减少钢结构焊接变形问题的出现,需要对焊接流程进行优化与完善。在实际焊接流程的优化中,要注意以下几点问题:(1)在焊接工作开展中,要尽量防止焊接的钢结构件厚度差异较大情况出现,尽可能选择相同的焊接材料[3]。在焊接工作开始之前,对于预热工作、焊接与实验工作要给予更多重视与关注。要及时对焊接电流与焊接电压进行调整,并在闲置的材料上开展预实验焊接,确保实验各方面没有问题后,开始进行正式焊接工作。(2)在开始进行焊接后,如果出现裂纹情况,那么工作人员必须停止焊接,并对焊接点实际情况进行检查。并对工作进行调整,将裂纹问题进行有效处理。
结束语:
综上所述,钢结构在焊接过程中出现变形问题,那么会对钢结构件的质量造成很大影响。为避免这一情况出现,可以通过优化焊接流程等不同方式,实现对变形问题的控制,减少变形问题的出现,保证钢结构件质量与性能。
参考文献:
[1]蒋光军.浅析钢结构焊接变形与残余应力控制方法[J].四川建筑,2020,40(04):256-257.
[2]郭毅敏,王志兴,郑礼刚.空腹格构式桥梁钢结构焊接变形的控制[J].焊接技术,2020,49(07):78-81.
[3]石金雷,鞠理扬,周宏,王江超.三角板扶强材对船体结构焊接变形的影响和控制研究[J].船舶标准化与质量,2020(02):33-41.