探究钢结构制造中焊接变形的控制策略
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作者:包亚军 屈婧 刘培坤
作者简介：包亚军（1972―），男，职高，高级技师，研究方向为机械制造。
屈婧（1988―），女，本科，工程师，研究方向为材料科学与工程。
刘培坤（1994―），男，大专，技师，研究方向为机械制造。
摘要：钢结构制造过程中，往往会受到很多因素的影响，从而发生焊接变形问题，进而严重影响到钢结构的制造质量。基于此，本文重点对钢结构制造中焊接变形的控制策略进行探讨，从焊接变形的类型入手，分析了钢结构焊接变形影响因素，提出钢结构制造中焊接变形的控制策略，希望为相关人员提供参考借鉴，降低钢结构制造环节焊接变形问题的出现，保证钢结构的安全性与稳定性。
关键词：钢结构制造;焊接变形;控制策略;焊接工艺
中图分类号：TG404
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2201-5640-7840
Abstract： Steel structure manufacturing process is often affected by many factors， thus， the welding deformation will occur， which will seriously affect the manufacturing quality of steel structure. Based on this， this paper focuses on the control strategy of welding deformation in steel structure manufacturing， starting with the types of welding deformation， analyzes the influencing factors of welding deformation of steel structure， and puts forward the control strategy of welding deformation in steel structure manufacturing， hope to provide reference for relevant personnel， reduce the steel structure manufacturing link welding deformation， ensure the safety and stability of the steel structure.
Key words： Steel Structure Manufacturing; Welding deformation; Control strategy; Welding process
钢结构制造环节，会受到较多因素的影响，最终出现焊接变形情况，如加热不均匀、焊接工艺不合理、材料质量问题等，当出现焊接变形问题后，会对钢结构产品制造质量产生较大的影响，因此，在钢结构制造环节，需要重点关注焊接变形的控制问题，积极制定出有效的策略对焊接变形进行有效控制。
1 焊接变形的类型
1.1 纵横向收缩变形
受到焊缝大小、焊缝变化等的影响，在钢结构轴向方向产生的收缩变形，属于纵向收缩变形;由于高温环境下金属会受热膨胀，受到周围低温金属的影响，在与焊缝垂直的方向产生的收缩变形，属于横向收缩变形。
1.2 挠曲变形
钢结构焊接环节，因为焊缝两侧存在不同的收缩变形量，或者焊缝一端出现了收缩变形，而另一端并未出现这种情况，就会导致挠曲变形的产生。
1.3 角变形
若焊接环节沿着板厚方向发生不同的焊缝收缩变形量，会导致焊接后构件平面绕焊缝产生一定的角度，这种情况下就属于角变形。
1.4 波浪变形
因为内应力作用，导致焊接后构件失稳，形状为波浪状，则属于波浪变形。
1.5 错边变形
因为焊接钢结构两侧受热不均，使得焊件在长度及高度上出现了错位，则为错位变形。
2 钢结构焊接变形影响因素
2.1 焊接工艺
当焊接电流较大及焊条直径较宽时，会降低焊接速度，使得高温影响的区域范围不断增大，从而会出现焊接变形情况。而选择不同的焊接工艺，发生的变形情况也会存在较大差异，因此，焊接工艺会对焊接变形产生直接的影响，具体表现为：焊接层数越多，变形程度也就会越大;同连续焊缝方式比较，断续焊缝方式的收缩量变形更小;对接式焊缝，其横向收缩变形量更多，能够达到纵向收缩变形的2～4倍。
2.2 焊缝位置
钢结构焊接环节，实际焊接位置各不相同，因此，焊接缝对钢结构也会产生不同的影响，主要表现为一些主要的钢结构受力处的焊接缝，会影响到钢结构的受力状态，同时，还会受到外界作用力的影响，从而导致焊接缝发生变形情况，严重影响到了钢结构的整体安全性及稳定性，所以，需要重点进行焊接位置的控制。
2.3 钢结构强度
实际上，钢结构强度表示的是钢结构在弯曲及拉伸变形作用下，能够承受的抵抗能力。钢结构截面尺寸及形状均会影响到钢结构的刚度，结构刚度较小时，焊接接缝对称分布，如果焊接程序合理，仅会出现线性缩短变形。如果焊接接缝不对称分布，会发生弯曲变形问题。施焊程序合理的情况下，保证焊缝截面中心与接头截面中心处于同一方位时，仅会产生线性缩短，若两者不处于同一方位，会出现角变形情况。
3 钢结构制造中焊接变形的控制策略
3.1 强化焊接工艺控制
钢结构制造环节，焊接工艺会对焊接质量产生直接的影响，因此，若想防止焊接变形情况的出现，需要强化焊接工艺控制，具体可以选择以下方式。第一，在焊接工艺的选择上，需要以具体钢结构焊接要求为主，以保证焊接工艺的科学性与合理性，焊接人员应根据钢结构焊接要求及具体选择的焊接工艺，确定出最佳电流、焊接速度与焊接顺序，从而避免出现钢结构焊接变形情况。第二，当存在较长或者较为集中的焊缝时，需要选择针对性的焊接工艺，利用跳焊法处理集中焊缝，利用对称焊结合分段退步焊的方式处理较长焊缝，有效减少焊接变形情况的出现。第三，焊接复杂钢结构时，不但要做好焊接工艺的选择，还应遵循科学、合理的焊接原则，先焊短后焊长、先中间后两边、先对接缝后搭接缝等，最大限度地避免出现钢结构焊接变形问题。
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