浅谈控制钢结构焊接变形

缝。
（ Ｎ ０ 将型钢的两翼板顶住 ， Ｄ ５） 进一步减少了焊接的
变形 量 。
由于钢框架较高 ， 相应的平 台层面变多 ， 无疑增
多 了立柱 的节 点 量 。在节 点 焊 接 的 过 程 中 ， 用 ２ 选
名焊工对一根立柱对称焊接 ， 或者由一名焊工使用
跳焊的方式 ， 这样 的控制措 施也减少 了焊接的变形
控制焊接应力和焊接变形技术水平 。
参考文献 ：
［ ］ ＪＪ１ ２０ ， １ Ｇ８ — ０２建筑钢结构焊接技术规程 ［ ］ Ｓ． ［］ 王 国凡 ． 结构 焊接 制 造 ［ ． 京 ： ２ 钢 Ｍ］北 化学 工业 出版
社 ，０ ４ ２０．
１３ ５
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
小， 可以通过减少截面积 ， 进一步减少结构 的焊接变
形量。 ２ １３ 焊接 节 点的位 置应 处 于构 件截 面的对 称 处 ．．
５ 对于大型结构宜采取分部组装焊接、 ） 分别矫
正变形后再进行总装焊接或连接。
结构中性轴焊接节点的位置应尽可能在构件截
３ 实 际应用
兰州石化催化汽油加氢装置建设期 间， 钢结构 吨位达到 ２ ０ｔ其 中最高的钢结构达到 ３ ｍ， 就 ５０ ， ３ 这
２ ２ 控 制焊 接变 形 的工艺 措施 ．
１采用合理的焊接顺序控制变形 ） （） Ｉ 对于对接接头、 形接头和十字接头坡 口焊 Ｔ 接， 在工件放置允许或易于翻身 的情况下 ， 宜采用双 面坡 口对称顺 序 焊接 ； 于有对 称 截面 的构件 ， 采 对 宜 用 对称 于构 件 中和轴 的顺序 焊 接 。 （） ２ 对双面非对称坡 口焊接 ， 焊接顺序应 为先 焊深坡 口侧部分焊缝、 后浅坡 口侧 、 最后深坡 口侧焊
和尺 寸
刚度是指结构体对拉伸方向和弯 曲变形 的抵抗 能力。钢结构的刚度主要取决于结构截面形状和尺 寸的大小 。例如 ， 工字钢截面和纵向桁架变形量 ， 主
对焊缝坡 口形成与大小合理的选择应能够充分 确保钢结构整体的承载能力 。适当的坡 口形状和大
第 １ 期 ８
欧阳成渝等： 浅谈控制钢结构焊接变形
排 ， 生 的多 为弯 曲变形 。 产
１２ ２ 焊 接 工 艺 ．．
会导致焊件报废 ， 给企业造成直接经济损失。特别 是在大型钢结构件 的焊接作业 中， 这一问题表现得 尤其突出。有鉴于此 ， 必须对焊接变形不同类 型和
原 因进行 全面分 析 ， 采 取 有 力 措 施 控 制焊 接 变 形 并
第２卷 ７
第 １ 期 ８
甘肃科 技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｅ
＇ ２ Ⅳ０ ８ Ｚ ７ ． ．１
２１ ０ １年 ９月
Ｓ ｐ ２ ｅ． ０１１
浅 谈 控 制钢 结构 焊 接 变 形
欧 阳成渝 ， 王文海
（ 中石油第二建设公 司 ， 甘肃 兰州 ７０ ６ ） ３０ ０ 摘 要： 焊接变形对 钢结构的工程质量造成 了不 利影响 。详 细分析 了钢结 构焊接 变形 的基 本类型及 其原因 。为 了
１２ １ 钢 结构 刚度 ．．
钢结构焊缝数量多、 尺寸大 ， 焊接时的热输入量 也越多 ， 造成的焊接变形也更大。因此 ， 在钢结构焊
接 节点 构 造设计 时 ， 应设 法控制 焊缝 的数量 和 大小 ，
尽可能减少焊接变形 。
２ １２ 根 据 焊接 工 艺 选择 合 适 的 焊缝 坡 口 的形 状 ．．
况下 ， 宜采用熔化极气 体保 护电弧焊 或药芯焊 丝 自 动保护电弧焊等能量密度相对 比较高 的焊接方法 ， 并采用较小的热输入。 ３ 采用反变形法控制 角变形 。由于在冷却过 ）
程焊缝会产生收缩 反应 ， 结果使 得减 少 了工件焊接 后的尺寸。针对这个 问题 ， 为了弥补 热胀冷缩 带来 的变形 ， 在大型构件焊接时常用反变形 的方法。反
所谓焊接变形是指钢结构在焊接过程 中， 由于
焊接顺序不 当或在没有焊接妥当分部构件时就进行 整体组装焊接 ， 很容易产生焊接变形。因此 ， 为了防
治 焊接 变形 ， 焊接 施 工 过 程 中必 须 制订 合 理 的工 在 艺 措施 。
施焊电弧高温引起 的变形 ， 以及焊接完成后在构件
中的残余变形现象 。在这两类 变形 中， 焊接残余变 形是影响焊接质量 的主要因素 ， 也是破坏性最强 的 变形类型。焊接残余变形对结构的不 同层次的影响 分为整体变形和局部变形 ； 根据变形 的不同特点则 可分为 ： 角变形、 曲变形 、 弯 收缩变形 、 曲变形、 扭 波
组 对 的 Ｈ 型 钢 焊 缝 两 侧 ４０ ｍ 处 ， 用 钢 管 ０ｍ 利
面的中性轴对称位置 ， 或尽量接近 中性轴 ， 同时应避
免 在高应 力 区 。
２ １４ 对于节点形式的选择 ， ．． 应选用刚性 小的节点
形 式
节点应避免在双向、 向交叉处 ， 三 这样避免 由于 焊缝集 中而导致的高温和焊缝应力集 中， 从而减少 焊 接变形 。
焊接电流偏大 、 焊条直径较粗 ， 使得焊接速度缓
慢 ， 能导 致焊 接 变形 大 ； 钢 板 焊接 时 ， 可 厚 手工 焊 接 方 法 比 自动焊接 方 法 引起 的变 形 量较 小 ； 用 多 层 采 焊接工 艺 时 ， 首层 的焊缝 收缩 变形最 大 ， 二 和第 三 第 层 焊接 变形 量分 别是 首层 的 ２ ％ 和 ５ 一１％ 。也 ０ ％ ０
需要将近 ３根 Ｈ型钢（ 厂家供货 １ｍ 根） ２ ／ 通过对接 的方式组对成 型。在 现场施工 过程 中我们 采用 Ｔ 型对接接头的形式 ， 分别在 Ｈ型钢 的翼板和腹板进 行对接焊缝的焊接。为了严格控制焊接的变形量 ， 采用 了 Ｃ Ｏ 气体保护电弧焊 的方式 ， 焊接的同时在
易发生角变形 ， 造成焊接 的难度加大。实际应用 中 在柱顶板下料完成后用卷板机或大锤做相应的反变
形， 这样 在焊 接柱 顶板 时 ， 已经 被人 为变形 的柱 顶板 受 到焊接 变形 的影 响 ， 复到预 期 的平整 度 ， 便 了 恢 方
焊接 ， 提高了焊接质量 。
４ 结 语
在大多数 的情况下， 通过采取适当的焊接节点 构造设计措施 和技术措施 ， 可以有效地控制钢结构
变形方法是在进行焊接前使构件预先发生变形 ， 使 变形方向和焊接变形方 向相反、 变形 量大小基本相
等。例如， 了防止工字钢梁上下 盖板的焊接角变 为
的焊接变形 ， 以达到确保工程质量的 目的。但 由于 材料 、 结构以及焊接施工现场环境等 因素的复杂 多
变， 还应该在实践中不断总结和积累焊接经验 ， 提高
建 筑结构 及使 用安 全 。作 为钢 结构 制作 和连接 的主 要技 术 ， 焊接 已经被 广 泛应 用 于 钢 结 构 的制 作 和安 装工 艺之 中 。然 而 ， 焊接 中产 生 的变 形 问题 不 仅 影 响了钢结 构 的外 观 和使 用 性 能 ， 果 严 重 的话 甚 至 如
要取决于其横截面面积的弦杆截面大小的部分 。再 如， 工字型、 丁字型或其他形状的型钢 的弯曲变形量 主要取决于截面的抗弯刚度。焊接连接缝位置和数 量： 当钢结 构 刚度 不足 时 ， 在设 计焊 接连接 缝位 置和 数量时， 应在结构体对 称安排 ， 且焊接顺 序是合理 的 ， 件 只 能产 生 线 性 变 形 ； 构 当焊 缝 为 不 对 称 的安
量。
（） ３ 长焊缝采用分段退焊法或与多人对称焊接 法 同时运 用 。 （） ４ 采用 跳焊 法 ， 免工 件 局部 加热 集 中 。 避 ２ 在节点形式、 ） 焊缝 布置、 焊接顺序 确定 的情
钢结构安装最后阶段就是安装每根立柱和顶部
横梁 连 接处 的柱 顶板 。 由于直 接焊 接柱顶 板 时最后
有效地防治焊接变形 ， 必须精心焊接节点构造设计 ， 提高焊接工艺质量 ， 工程施 工管理 。 加强
关键词 ： 钢结构 ； 焊接 ； 形 ； 变 控制
中图分类号 ：Ｇ １ Ｔ ４１
钢结构工程因其具有跨度大、 利用空间大、 施工 速度快、 经济且实用 等特点被广泛利用于企业厂房 及跨度较大的建筑上。钢结构工程质量直接影响着
量， 以确保不断提高生产效率和钢结构工程质量， 降 低企业 生 产成本 。
１ 焊接变形 的基本类 型分析和原 因分 析
１ １ 焊接 变形 的基 本类 型 ．
就是说 ， 多层焊接的层数越多 ， 焊接变形越 明显 ； 断 续式焊缝与连续焊缝相 比收缩变形量小 ； 对接式焊
缝 的横 向收缩 变形量 比纵 向 收缩变形 量大 ２— ４倍 ；
２ 钢结构焊接变形 防治
２ １ 焊 接 节点 构造 设计 ．
２ １ １ 控 制焊缝 的数量和 大小 ．．
浪变形和错边变形 。在这些变形类 型中， 角变形和 波浪变形属于局部变形 ， 而其他类型 的变形 属于整 体变形 。钢结构发生较多的变形类型是整体变形 。
１２ 焊接变形产生的原因分析 ．
形， 可以在焊前用折边机在相反方向预先压弯盖板 。 ４ 焊件夹具 。大型结 构件在 焊接接 头时各个 ） 工件和零件在 自 和焊接应力 的作用下 ， 重 要想使其 位 置固定是比较 困难的。所 以， 每件 焊接工件 和零
件 除了要用焊接平 台固定位置外 ， 还需要 用到焊件 夹具有效地夹紧 ， 以便防止工件发 生变形 。