在鋼結構工程建設中,由于焊接變形直接影響鋼構件、鋼結構的安裝及其使用功能。并因承載時產生了附加的彎矩、次應力等而間接影響鋼結構工程的使用性能,所以焊接變形的控制是很重要的。

根據焊接變形產生原因和影響因素,可以采取以下控制變形的措施:



1.減小焊縫截面積:在得到完好、無超標缺陷焊縫的前提下,盡可能采用較小的坡口的尺寸(角度和間隙)。

2.對于屈服強度345MPa以下,淬硬性不強的鋼材采用較小的熱輸入,盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度:優先采用熱輸入較小的焊接方法、如CO2氣體保護焊。

3.厚板焊接盡可能采用多層焊代替單層焊。

4.在滿足設計要求情況下,縱向加強板和橫向加勁肋的焊接可采用間斷焊接法。

5.雙面均可焊接操作時,要采用雙面對稱坡口,并在多層焊時采用與構件中和軸對稱的焊接順序。

6.T形接頭板厚較大時采用開坡口角對接焊縫。

7.采用焊前反變形方法控制焊后的角變形。

8.采用剛性夾具固定法控制焊后變形。

9.采用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形,如H型鋼縱向焊縫每米長可預留0.5mm-0.7mm,每對橫筋對應的型鋼長度可預留0.5mm、采用預留周長法補償圓柱管構件的焊縫縱向及橫向收縮變形,如板厚大于10mm時,每個縱向及環向焊縫均預留2.0mm周長。

10.對于長構件的扭曲,主要靠提高板材平整度和構件組裝精度,使坡口角度和間隙準確,電弧的指向或對中準確,以使焊縫角變形和翼板及腹板縱向變形值沿構件長度方向一致。

11.設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸;合理布置焊縫,除了要避免焊縫密集以外,還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸,并使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

12.在焊縫眾多的構件組焊時或鋼結構工程安裝時,要采取合理的焊接順序。

焊接變形的控制與矯正

改進焊接設計——

(1)盡量減少焊縫數量

在設計焊縫結構時應當避免不要的焊縫,盡量選用型鋼、沖壓件代替焊接件、以減少肋板數量來減少焊接和矯正變形的工作量。

(2)合理選擇焊縫形狀及尺寸

對于板厚較大份額對接接頭應選X型坡口代替V型坡口。減少熔敷金屬總量以減少焊接變形。在保證有足夠能力的條件下,應盡量選用較小的焊縫尺寸。對于不需要進行強度計算的T形接頭,應選用工藝上合理的最小焊腳尺寸。并且采用斷續焊縫比連續焊縫更能減少變形。

當按設計計算確定T形接頭角焊縫時,應采用連續焊縫,不應采用與之等強的斷續焊縫,并應采用雙面連續焊縫代替等強度的單面連續焊縫,以減小焊角尺寸。

對于受力較大的T形或十字接頭,在保證相同強度的條件下,應采用開破口的角焊縫,這樣比一般角焊縫可大大減少焊縫金屬、減少焊縫變形量。

(3)合理設計結構形式及焊縫位置

設計結構時應考慮焊接工作量最小以及部件總裝時的焊接變形量最小。對于薄板結構,應選合適的板厚、減少骨架間距及焊角尺寸,以提高結構的穩定性、減少波浪變形。此外,還應盡量避免設計曲線形結構。因為采用平面可使固定狀態下的焊接裝備比較簡單,易于控制焊接變形。

由于焊縫的橫向收縮通常比縱向收縮顯著,因此應盡量將焊縫布置在平行于要求焊接變形量最小的方向。焊縫的位置應盡量靠近截面中心軸,并且盡量對稱于該中心軸,以減少結構的彎曲變形