H型钢焊接变形的控制与矫正

Ｈ型钢结构件的焊接变形控制　

冯丽清　

（三钢小蕉实业发展有限公司，福建三明３６５０１２）　

摘要：以天尊铸业有限公司铸造车间厂房制作为例，对钢柱梁构件焊接过程出现的应力变形进行分析，通过制定合理的焊接工艺和反变　

形措施以及焊后的矫直处理来控制焊接过程产生的各种变形，以保证构件安装质量。　

关键词：埋弧焊接：工艺；Ｈ型钢；变形　

天尊铸业有限公司铸造车间为六跨门式钢架结构厂房，跨度　

１５ｍ，柱距９ｍ，钢结构的主构件均为不同截面的焊接Ｈ型钢，总重　

量达ｌ　６００　ｔ，单根构件重量１～５　ｔ不等，其中钢柱１２４根，抗风柱２６　

根，钢吊车梁２０４根，检修钢梁２３根，钢屋架梁１８６根，均为钢板拼接　

而成，钢架梁、柱，梁柱端头板，加强肋采用Ｑ３４５Ｂ钢板焊接。该工　

程制作量大，时间紧，任务重，Ｈ型钢构在焊接过程中难免产生各种　

变形，如不能很好地控制，势必影响工程的进度与安装质量。控制Ｈ　

型钢构焊接变形不仅是公司厂房制作的需要，而且对于拓展业务，　参与市场竞争都具有非常重要的意义。本文介绍了如何通过制定　

合理的焊接工艺和反变形措施以及焊后的矫直处理把Ｈ型钢构件　

的变形控制在合理范围内。　

１焊接应力变形分析　

焊接过程对焊件进行局部而不均匀的加热，将产生焊缝的纵向　

缩短和横向缩短，焊缝的收缩因受到结构材料的限制而产生焊接内　

应力和变形。变形与焊缝所处位置、焊接的顺序、结构设计、结构刚　

度４个因素有关。焊缝不对称布置、焊接顺序不当会使构件产生弯　曲、扭曲等复杂变形，结构的不对称与结构抵抗变形能力的大小也　

会影响构件的焊接变形。而Ｈ型钢结构件在制作过程中主要的变形　

有翼缘角变形、弯曲变形、轴线扭曲变形，若不采取措施将严重影响　

构件安装质量，因此焊前焊中焊后的变形控制显得尤为重要。　

２焊前反变形控制　

为抵销焊接变形，在焊前装配时，预先将构件向变形的反向进　

行人为变形，以平衡构件焊接时产生的变形。　２．１角变形控制　

本工程钢柱主要由如下４种规格Ｈ型钢制成：ＨＡ７００ｘ４００×　

焊接H型钢之腹板变形问题

在制作规格为（1000-700X240X6X10）的梁时，焊接后发现H型钢腹板成波浪，最大

偏差为15mm.请教各位大侠该怎样控制此类变型呢?

H钢梁产生变形无非就是构件在焊接的时候，钢材应力集中造成的，就是焊接处和其他部位的钢材温差太大，楼主的这个构件不知道是电弧焊焊结还是埋弧焊焊结呢？楼主的 这个构

件偏差确实挺大的，不妨放到调直机里面调直一下，看看误差有多大呢？

如果工艺中考虑了合理的装焊顺序,在分析原因,

腹板切割质量差

焊接线能量过大

构件刚性差,又无合理措施,压应力失稳.

具体控制,杀猪宰屁股----各有各的搞法!

控制点主要有：

1、把好原材料关，6mm钢板进厂时，应检查是否开平板，开平板在切割完后不能直接平装，

必须先消除应力（采用校平机，最好13~15辊）。 2、拼装前，验收腹板波幅变形量达到规范允许范围。对焊缝区域必须打磨外，还必须放在

厚钢板上用铁锤敲击放边。

3、拼装过程中，严格控制装配间隙不能超标；

4、纵缝施焊过程中最好采用M630平角焊机，电流在280~350A左右，焊角尺寸不高于6mm。

采用埋弧焊机时，严格控制四条焊缝的焊接顺序和焊接电流。 5、若有加劲板，不允许采用手工电弧焊；

6、除锈建议采用喷砂处理，严禁采用大丸粒抛丸机喷射。

第６卷第４期　２ＯＯ６年８月　山东商业职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｅｒｃｅ　ａｎｄ　Ｔ　Ｖｏ１．６　Ｎｏ．４　Ａ　．２０ｏ６　

Ｈ型钢梁埋弧自动焊变形控制分析　

王宗霞　（威海职业学院，山东威海２６４２００）　摘要：　随着国民经济的发展，Ｈ型钢梁的应用范围不断扩大。为解决Ｈ型钢梁焊后易变形，分析和探讨了　不同方法矫形功能以及消除焊缝残余应力的能力。试验结果表明，随焊连续碾压矫形法能有效地减小全焊接Ｈ型　钢梁焊后应力和变形，焊缝表面无缺陷，平整光滑。　关键词：焊接残余应力；角变形；焊接结构　中图分类号：ＴＧ４０　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—４３８５（２００６）０４—０１００—０３　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｈ—ｓｈａｐｅｄ　。　Ｓｔｅｅｌ　Ｂｅａｍ　Ｓｕｂｍｅｒｇｅ　Ａｒｃ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　．　ＷＡＮＧ　Ｚｏｎｇ一：ｄａ　（Ｗｅｉｈａｉ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｗｅｉｈａｉ　２６４２００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｗｉｔｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｅｃｏｎｏｍｙ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈ—ｓｈａｐｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｂｅａｍ　ｉｓ　ｅｘｐａｎｄｉｎｇ　ｇｒａｄ—　ｕａｌｌｙ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｄｅａｌ　ｗｉｔｈ　Ｈ—ｓｈａｐｅｄ　Ｓｔｅｌ　Ｂｅａｍ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｗａｙｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔ　Ｈ—ｓｈａｐｅｄ　Ｓｔｅｌ　Ｂｅａｍ　ｈｅ　ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｗｉｌｉｎｇ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｗｉｔｈ　ｗｅｌｄｉｎｇ　Ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｓｔＩｅｓｓ　ａｎｄ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈ—　ｓｈａｐｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｂｅａｍ　ａｖａｉｌａｂｌｙ，ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｓｅａｍ　ｈａｖｅ　ｎｏ　ｄｉｓｆｉｇｕｒｅｍｅｎｔ，ｂｅｉｎｇ　ｓｍｏｏｔｈ　ａｎｄ　ｇｌｏｓｓｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｅｌｄｉｎｇ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｓｔｒｅｓｓ；ａｎｇｕｌａ￣ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；ｗｅｌｄｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　０引言　。　由埋弧自动焊过程特征决定，Ｈ型钢结构梁在　焊后会引起较大的变形和残余应力，其结果是变形　导致结构梁安装困难，装配应力和焊接残余应力可　能导致结构梁的低应力破坏或产生存放裂纹。　此类问题是钢结构制造中普遍存在的一大问　题，因此控制这类焊接变形并降低或消除残余应力　的工作就具有普遍和重要意义。在教学和科研工作　基础上，总结和分析了控制和矫正Ｈ型钢梁焊接结　构变形的有效方法。　１　焊接残余应力引起的结构变形　焊缝区金属在电弧作用下因热膨胀受到制约而　产生塑性挤压，在随后的冷却过程中因收缩受到制　约又产生了塑性拉伸。这种温差所引起的应力使得　焊接机构内应力体系不平衡。通常，焊缝区金属在　加热过程中产生的塑性挤压变形大于凝固阶段的塑　性拉伸变形，那么焊后必然有残余压缩变形存在，从　而导致冷却后的焊缝金属将承受拉伸应变，以致使　得焊接钢结构在焊后出现较高的残余应力和变形。　机械矫正可以纠正Ｈ型钢梁的挠曲变形和翼板的　角变形，但钢梁结构残留很大的内应力。　２合理装配提高结构抗变形能力　Ｈ型钢结构梁形状已经确定，由两块翼板和一　块腹板组成，焊接生产引起的结构变形主要方式是．　收稿日期：２ＯＯ６—０４—２０　作者简介：　王宗霞（１９６０一），女，山东威海人，威海职业学院高级讲师，主要从事机械设计与制造、机器人等方面的教学和研　究工作。　

科ｊ技Ｉ论Ｉ坛　Ｈ型钢组焊矫正工艺　陈树林　（哈尔滨￣－－ｅｘ－装公司，黑龙江哈尔滨１５００００）　摘要：针对Ｈ型钢级焊矫正工艺进行了详细的论述。　关键词：Ｈ型钢板；焊接；矫正　在现化化工业厂房钢结构中，Ｈ型钢是用　量最大，最普及的一种钢结构，此种钢结构用于　工业厂房，最大优点是可拆卸性强，利于搬迁。　Ｈ型钢制作比较简单，但技术要求很高。制作精　度和控制焊接变形是Ｈ型钢制造质量关键，因　此，通过分析找出了影响质量和焊接变形的因　素，保证Ｈ型钢质量。　１　Ｈ型钢基本结构及加制作和具体要求。　Ｈ型钢板如图１所示。　它的主体由上、下翼缘板和一个腹板组焊　而成。其主体长度ｌ从ｌｍ到１２ｍ不等，高度ｈ　从２００ｍｍ到１２００ｍｍ不等。其中，大部分翼缘　板和腹板有通孔，用于组装时与其它件的连接。　主体结构的高度ｈ和长度ｌ公差都较小，长度　为１２ｍ时，公差为±３ｒａｍ。长度尺寸小时，公差　更小。对通孔孔距的要求。也比较严格，如孔矩　ｌＯｍ的误差必须控制在±１．５ｍｍ。总体结构旁　弯最大为－４－５ｒａｍ。Ｈ型钢上有很多小件，如端板　和连接角钢，小件上最为重要是孑Ｌ，必须保证它　在整个钢结构上的尺寸，才能使钢结构顺利组　装。Ｈ型钢不仅在尺寸上要求比较严格，且对焊　缝的要求也很严格，必须有可行的焊接工艺，才　能达到对焊接质量的要求。　２总体焊接工艺　２．１工艺流程　为了达到Ｈ型钢较高的技术要求，制定以　下工艺流程：下料一组对翼缘板及腹板一正反　面定位焊接一自动焊接一矫正一端头切割打　磨一样钻　Ｌ一组装小件一检查交货。　２．２焊接工艺问题　由于对焊缝的要求很严格。对型钢４条主　要焊缝，均采用了自动焊，其余端板，连接角钢　和加强板采用了手工气体保护焊。生产中发现，　焊接问题一般出在４条主焊缝上。４条主焊缝　焊接顺序对构件整体变形至关重要。如果严格　按图２所示焊接顺序进行焊接，能最大限度地　减小构件两个方向的旁弯，有利于下道工序矫　正工作的进行。在自动焊接１二作中，还应注意的　问题是焊脚不能过大，焊脚过大，即造成了焊丝　和能源的浪费，又造成了严重变形，给矫正工作　带来困难。　。　焰火疆域