控制建筑钢结构焊接变形的技术探讨

荆美佳

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【摘要】伴随经济的不断发展，建筑行业取得了突飞猛进的进步，钢结构工程已经成为当下大型建筑中的主要结构形式。钢结构与传统的钢筋混凝土建筑工艺有所不同，其主要依靠焊接开展建筑工作，但受钢材料性能的影响，部分钢结构件在进行焊接的过程中会出现不同程度的变形，对此文章就钢结构焊接变形技术的控制措施展开讨论，以提高钢结构工程质量。

【关键词】钢结构 焊接技术 技术应用

焊接技术属于建筑行业常见的施工技术，焊接变形同样是焊接工作中常见的技术现象，但零部件的变形对建筑整体结构质量有着一定程度的影响，对此施工单位要重视焊接变形现象，提高对焊接变形控制技术的研究。

一、建筑钢结构

钢结构建筑已然成为当下大型建筑的主要结构形式，“鸟巢”、“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属于典型的钢结构建筑。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，促使熔池周围的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。

二、建筑钢结构焊接变形的主要因素

导致建筑钢结构焊接变形的主要因素包含焊接位置、钢构建刚度、拼装与施焊顺序、钢材料质量、焊接方法与工艺、焊接节点的选择等。从焊接位置来讲，焊缝应沿焊件对称分布设置，否则会发生弯曲变形。从构件的刚度来讲，焊件焊后，焊缝会产生纵向和横向收缩变形产生拉应力，对于刚度大的焊件，在拉应力的作用下产生的变形比较小，而刚度小的焊接结构在拉应力作用下就会产生较大的变形。从拼装和施焊顺序:合理的安装顺序和施焊顺序相配合，能有效地控制焊件变形。对长焊缝，宜采用分段退焊、多人对称焊及跳焊法，先焊收缩量大的接头，并预留焊接收缩裕量，或利用反变形法进行控制。从钢材料质量来讲，原材和拼装对焊接变形也会产生影响。从焊接方法来讲，定位焊接时的预热温度宜高于正式焊预热温度同时在诸多焊接参数中，焊接线能量与焊接变形成正比，焊接线能量越大则焊接时产生的塑性变形区面积越大，焊后的焊接变形越大，反之则越小。从焊接节点设计来讲，便于焊工操作，减少构件尺寸、降低焊接收缩应力及收缩应力不均匀的情况，更重要的是避免应力集中。

总而言之，钢结构在焊接过程中产生变形的原因有很多，如何在条件复杂，因素不同的情况之下更好的对钢结构进行焊接，保证焊接变形的情况不再出现需要讲行不断深入的探究。

三、建筑钢结构焊接变形的控制措施

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采用焊后火焰矫正法与机械矫正法进行变形控制

建筑钢在焊接完成后，可通过焊后火焰矫正法与机械矫正法进行变形控制。在火焰矫正法控制时，应采用背冷的方法，在一面焊缝与另一面焊缝之间进行火焰加热，并在加热的过程中进行喷水，达到变形的建筑钢结构矫正的目的。在机械矫正法控制时，在建筑钢结构焊接完成后可利用千斤顶与卡具之间的配合，在建筑钢结构上施加与变形结构相反的外力，用以矫正建筑钢变形。

3.3加强建筑钢结构焊接施工过程的管理

要想从根本上控制建筑钢结构焊接变形，必须在施工过程中加强对施工人员的管理。①要求焊接人员在进行焊接作业时必须经过严格的培训，使其取得相应的资格证书后进行施工。②对建筑钢结构的焊接人员进行定期与不定期培训，使其在进行焊接工作时，拥有极强自身的责任心，根据设计的要求图样与焊接工艺评定指导中的要求进行焊接工作，提高焊接人员的工作水平。③建筑钢结构的制作与安装必须按照国家与企业的相关要求实施，最终以最佳的焊接质量为国家建筑行业做出一定的贡献。

四、结束语

在当下的建筑行业中，钢结构已经当下建筑结构的主体，且焊接是开展钢结构建筑的主要技术形式。研究焊接变形技术是当下减少焊接变形现象的主要途径，为保障建筑质量的提升，建筑人员需要长期开展技术研究活动，以减少焊接变形现象的出现。

【参考文献】

[1]戴晓栋,顾森华,叶品.钢结构桥梁施工质量问题分析与对策研究[J].科技创新与应用.2019(01)

[2]张景丽,吴翠莲.钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术[J].沈阳工业大学学报.2019(01)