周道昌
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摘要：钢结构的广泛应用，使得社会对焊接技术的要求越来越高。目前，传统的焊接技术仍在使用，焊接技术的创新发展是开发一种高无污染安全的工艺，为工业发展保驾护航。本文通过对焊接过程的全面分析，分析了焊接变形的影响因素，供相关人员参考。
关键词：焊接工艺简介;运用;创新
1、焊接变形概述
我国钢材规格、型号、品种等具有多样性和复杂性的特点。从整体上看，与发达国家相比，我国的综合素质还存在一定的差距。高钢结构的变形主要分为两类，即整体变形和局部变形。整体变形是指结构的整体尺寸和结构的变化，局部变形是指钢的局部变形。在同一种钢中，一种变形方法可以单独发生，也可以采用两种变形方法的组合。如果出现这种现象，将严重影响钢结构的形状和稳定性，并产生一系列的安全隐患。
2、钢结构焊接变形的种类和起因
2.1、材料和温度
不同的钢材料具有不同的熔点和不同的热胀冷缩系数。焊接加热对温度控制有较高的要求。温度有高有低，尤其是当温度即将超过金属的熔点时。它的膨胀效果是完全不同的。这种差异的影响也称为变形。即使是同一种金属，焊接处的膨胀和周围环境在加热时也会发生变化，从而引起变形。
2.2、焊接方法和顺序
即使是相同的钢结构，不同部位的承载能力也是不同的。焊接时采用不同的方法，焊接顺序也不同。例如，如果较弱的负荷部分优先焊接，重负荷部分的变形将会被扭曲受到影响。
2.3、选择不同的焊缝位置
焊缝的具体位置对钢结构的整体承载性能有很大的影响。在不同的位置，会产生不同的焊接变形。因此，在具体的焊接操作中，焊接人员必须具有丰富的焊接经验，首先分析整体的承载能力，选择合适的位置完成焊接，并有效避免各种变形的发生。
2.4、结构的刚性
在相同的压力下，钢结构的变形程度与刚度成反比。因此，在施工过程中，工作人员必须根据具体的承载能力，选择与刚度相匹配的钢结构，尽量减少焊接变形的可能性。
3、钢结构焊接变形控制要点
3.1、选择焊接技术
(1)反变形焊接技术。目前，由于热收缩和变形，焊接工件通常向焊接侧收缩。为了避免此时变形，在放置焊接工件时，先向外弯曲一定角度，并先给予一定的变形余量。例如，焊接90°工件时，可以先将工件置于92°~ 95°之间，待焊接收缩后工件将返回到90°位置。但该方法适用于精度要求较低的工件焊接，焊接完成后必须适当调整角度。(2)刚性固定方法焊接工艺。刚性固定焊接工艺是指将焊接工件紧紧固定在一起，防止因外力引起的焊接变形。为防止工件受到热应力和刚性力的损伤，焊接时应先进行点焊，点焊完成后再进行拉焊。以上两种方法都能有效地解决焊接变形问题，但在焊接过程中也要注意过程检测。即在钢结构的整个焊接过程中，及时测量关键参数。一旦发现这些参数在焊接过程中出现偏差，应立即进行相应的调整，以避免焊接后的工件与预期相差太远而报废。
3.2、优化焊接过程
在焊接施工过程中，应尽量避免两个焊接工件之间的厚度差过大。焊接材料的选择应尽可能一致，为钢结构的焊接工艺提供良好的初始条件。钢结构在焊接前，不仅要进行必要的预热，还要进行焊接前的实验，即在调整电流和电压后，对空闲材料进行焊接前的实验工作，以保证焊接件在以后的焊接过程中不会出现误差。材料的直接穿透性好。钢结构焊接过程中如出现裂纹，焊接人员应立即停止焊接，检查焊接点位置是否有偏差。在必要的调整后，继续焊接工作，填补之前的裂缝。
3.3、焊接工艺的低温处理
必须知道，母材本身的温度一般都很低，这与焊接时产生的高温形成了很大的温差，导致热胀冷缩，在焊接过程中经常导致母材断裂。要解决这一问题，最重要的是控制焊接过程中的温度变化。低温焊接就是在这种条件下发展起来的。低温焊接主要是对焊接件进行预热，调整焊接金属的微合金化程度，以获得理想的焊接间隙的超韧性。从而保证基础材料不再断裂，保证工程的安全施工。还应注意的是，马氏体组织中的一个重要因素是焊缝区域的过度冷却速率，因为冷裂纹可能发生在马氏体内部。在焊接过程中要尽量减少焊接残余应力;限制结构的约束;采用电加热，保证母材加热均匀。
3.4、消除残余变形
钢结构焊接过程中，引起结构变形的因素很多，包括温度、重力、钢结构材料、承载能力等。此外，焊接施工环境和焊接施工工艺也会对焊接变形产生一定的影响。因此，在焊接施工过程中，必须积极总结经验，采取有效的预防措施。加热修正引起的应力将与焊接应力叠加。叠加的应力甚至可能导致构件的总应力超过允许应力，导致构件的承载力增加，结构失效。对于钢结构的焊接变形，在焊接施工过程中可以有效地避免一部分，而在施工过程中可以有效地控制另一部分，从而提高焊接生产效率，保证工程施工质量，这就需要钢结构的制造。合理选择施工工艺，尽量避免构件变形。
3.5、避免焊后开裂
钢结构焊接中，焊接后的开裂问题是非常严重的。为了提高焊接质量，首先应加强钢结构焊接的质量检测。修理工作在车间内部进行，以防止它流入下一道工序。其次，由于焊接操作人员不按规定的程序进行操作，焊接过程中普遍存在焊接后裂纹。因此，焊接车间的相关领导和各班组组长必须做好对焊接人员的监督工作，改进对操作过程的要求，必要时给予相应的指导。例如，焊接大型钢结构工件时，不要盲目使用大电流进行拉焊，必要时可使用小电流进行补充，以避免工件因热应力而产生裂纹。另一方面，如果在焊接过程中一些区域没有穿透，则应及时进行补救操作。同时，补救过程应现场直播，避免工件变形和弯曲。最后，钢结构的焊接必须遵循设计中规定的焊接顺序，焊接操作要按照既定的顺序进行，以保证钢结构工件焊接过程的科学合理性，增强焊接本身的稳定性。
3.6、焊接变形矫正措施
在焊接施工时，需要对焊接电流速度、焊接顺序、焊接方向等因素进行控制，减少其出现变形的概率。在顺序上保障先短后长、先立后平的顺序。在焊接时，以对接缝焊接优先，在对焊搭接缝等进行控制，从中间向两侧逐渐焊接。针对比较集中的焊接缝，可采取跳焊法，长接缝可采取对称焊接法。
矫正钢材变形可采取物理矫正法，利用钢材物理反作用力，并借助压力机、千斤顶等设备，矫正钢材构件。在矫正过程中，需要将变形区域放置在中间，以缓慢方式对其进行施力，对其进行矫正。
火焰矫正法利用金属导热性能，使其能够在塑性状态下产生变形，依靠金属热胀冷缩的收缩差，使其能够按照矫正的方向产生形变，使其能够保持原有的状态。
反变形法需要利用夹具等固定性构件，增加变形构件的物理性能。在此之后，以焊接方式使钢材产生收缩，利用温度使其产生形变。由于在形变过程中受到外力控制，会保障其具有原有形态。此方法主要适用于低碳钢结构中，中碳钢结构会产生裂纹。
综上所述，钢结构焊接的质量对于工件最终的品质有着非常大的影响，因此必须要重视焊接过程中存在的各类问题，并实施相应的改善措施。特别是要针对目前钢结构焊接中存在的变形、断裂、开裂等问题，采取有效的解决方案，这样才能保证钢结构焊接施工质量。
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