钢结构焊接变形的起因及其控制方法初探

探析钢结构焊接变形的原因及其控制摘要：焊接是钢结构制作的重要内容，其质量决定了钢构件的质量。

钢结构焊接过程中，由于加热部位仅仅局限于焊缝和热影响区附近，所以当母材本身体积较大时，其他位置的温度则要比加热区域低得多，一般其他母材部位温度基本相当于室温，因此两者温度可能会相差1000多摄氏度。

这种加热极为不均匀，所以在焊接过程中往往会产生变形和残余内应力。

本文对钢结构焊接变形的主要原因及其控制措施进行了探讨分析。

关键词：焊接质量；影响因素；钢结构；焊接变形；原因；控制策略焊接主要是利用电能转化为电弧所产生的高温使焊缝周围的母材和焊条融化，在高温熔池中依靠电弧吹力的作用下翻腾搅拌，使得熔池混合均匀，当随着焊接热源逐渐远离后，熔池温度逐渐下降，熔池逐渐由液体转变为固态的一个结晶过程，同时微观上又使得被焊母材之间形成了金属键，从而形成不可拆卸的焊缝结构。

一、钢结构焊接变形的主要原因分析钢结构焊接变形的主要原因分析：（1）焊件不均匀受热的原因。

焊接是一种局部加热和冷却的过程，焊件焊接区的金属在热作用下的热自由膨胀受到周围未被加热金属的阻碍而发生压缩缩性变形，所以焊后冷却时，这一区域的金属必然有收缩变短的趋势。

（2）金属组织变化的原因。

有些金属在固态下有相变过程。

焊缝金属在周围冷金属的包围中，冷却速度极快。

如高强钢焊接时，焊缝金属像被淬火一样，来不及相变，直到较低温度下，才从奥氏体转变为马氏体，比容明显增大，这不但可能抵消焊接时产生的部分压缩塑性变形，减小残余拉应力，甚至可能使焊缝区出现较大的压应力。

（3）焊缝金属收缩的原因。

焊缝金属包括熔化的母材和填充金属，甚至包括焊缝两侧力学熔点以上的固态母材金属，它们均处于全塑性状态，只有自身的塑性变形，对周围金属并无推力和拉动作用，这部分金属在力学熔点以下是不能自由收缩的。

二、影响焊接质量的主要因素影响焊接质量的因素主要有：（1）工艺方法因素。

焊接质量对工艺方法的依赖性较强，其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。

钢结构焊接变形的成因与控制策略摘要：由于钢结构在建筑施工中有很多优点，如质量方面、施工方面等优点都很多，所以它的应用比较广泛。

但是，由于钢结构在焊接技术上容易发生变形，就使钢结构应用技术没有办法做到尽善尽美。

本文详细分析钢结构变形的各种类型和什么原因使钢结构发生了变形以及怎样有效地对钢结构的变形进行控制。

希望能给同行提供帮助。

关键词：钢结构；焊接；技术；策略引言：在建筑结构类型中，钢结构是其中之一，它的应用是非常普遍的，焊接技术是钢结构应用中最常见的一种技术。

钢结构在焊接过程中由于受到多种因素的影响会发生变形，如环境、适度、温度对钢结构的焊接技术都有不同程度的影响，焊接后需要很好的保养，如果保养不全面也有可能发生变形。

轻微的变形对施工有不良影响，严重的变形就给整个工程带来巨大的损失，会使工程毁于一旦，使生命财产受到威胁。

因此，对于钢结构焊接发生各种变形的原因要深入研究，找到相应的策略进行解决或预防，将焊接中变形的几率降到最低，降低整个钢结构应用中的负面影响。

1钢结构变形原理在进行钢结构焊接过程中，最基本操作就是将其进行高温加热，在此过程中，会有产生一个最高的温度，这个温度就会使焊接处的金属熔化，即熔点，最后，温度还要降至到室内温度，钢结构焊接便是在整个降温过程中逐渐完成的。

金属也有一个特点，即热胀冷缩，当焊接处的金属如果达到了熔点的温度时，就会极度膨胀，但这时，距离焊接缝隙近处的金属的温度依然处于低温状态，当两处的金属进行融合的时候，由于一方温度极高，一方温度却很低，在这种情况下发生融合，就会使焊接处的金属达不到完全彻底的膨胀，从而就产生了焊接过程中的一种变形，这种形式被称为塑性变形。

当这样的一个一个塑性变形结合后，就形成了钢结构的焊接变形[1]。

2钢结构焊接变形的类型钢结构焊接发生变形，有各种不同的原因，因此也就产生了各种不同的结果。

钢结构焊接变形有如下几种：（1）纵横变形。

当温度降低后，金属会产生收缩而发生变形，这种类型的变形就是纵横变形。

浅析钢结构焊接变形原因及应对措施摘要：通过对钢结构变形的种类和原因分析，提出控制钢结构焊接变形的一些措施以及减少焊接应力的一些控制措施，以其提高钢结构的焊接工艺，增加钢结构的承载力，更好的应用于大跨度桁架结构中，建造新型科技水平下的建筑物和构筑物。

关键词建筑钢结构焊接变形焊接应力控制措施1、前言随着我国社会经济的不断进步，高铁车站的建设呈现出繁荣的景象，大跨度的桁架结构的应用越来越普遍，需求越来越大，因此焊接技术在钢结构的制作中的应用逐渐广泛。

在焊接的过程中，由于不均匀温度场和比容不同的组织，引起了局部塑性变形和焊接应力变形。

焊接应力会对焊接接头的韧性、疲劳强度、抗腐蚀能力等产生影响；焊接变形对产品的结合尺寸和装配质量等产生影响，因此如何有效的控制焊接变形和减少焊接应力成为了迫切解决的问题。

根据建筑钢结构验收施工规范条例：“钢结构出厂资料中需要提交带有焊接工艺方面的评定报告”，对于那些厚度大、跨度大、超高层的大型钢结构以及重型钢结构，需要严格按照建筑钢结构焊接技术的标准规范进行评定，同时存在注重材料和材质焊接性而忽视构件的脆性的问题。

[1] 随着钢结构的发展，建筑钢结构焊接工艺的发展越来越受到重视，提高钢结构焊接工艺技术，可以有效提高钢结构的承载力，以便更好地应用于大跨度桁架结构中。

2、钢结构焊接变形种类及产生原因由于焊接方法、工艺手段、焊接位置等因素影响，按照外形变形的形式将钢结构焊接变形进行划分，主要分为纵横向变形（产生的主要原因是焊缝熔点处受热发生膨胀与周围低温金属产生冲击，从而出现变形。

钢结构焊接以后，如果焊缝在轴向方向上产生收缩变形，那么产生的就是纵向收缩变形；如果焊缝在垂直方向上产生收缩变形，那么产生的就是横向收缩变形）、角变形（这种变形产生的主要原因是焊缝沿着板厚方向发生收缩变形量，从而围绕焊缝使焊接构件的平面产生角位移）、螺旋形变形（焊件在结构上出现的扭曲变形，原因是焊缝沿长度发生不均匀变形或者发生纵向错边）、挠曲变形（焊接之后,相近焊缝的收缩变形程度不同或者一条焊缝产生变形而另一侧未产生变形,造成的焊缝在外观上存在挠曲现象）、波浪变形（主要产生于薄板钢结构焊接过程中，由于焊缝的内应力而产生的波浪形收缩）、错边变形（主要产生在两个钢结构焊接过程中，由于钢结构两侧受热不均匀在焊件的长度和高度上发生错位），其中最常见的是横向变形、纵向变形、角变形和挠曲变形。

探究钢结构焊接变形的成因与控制措施摘要:由于钢结构具有高强度和良好塑性的优点,被广泛运用于建筑工程当中,然而钢结构由于截面和厚度较小,在焊接的时候会产生变形累加问题,再加上材料和其他工艺手段原因,焊接不当直接导致钢结构框架的变形。

本文将在分析钢结构焊接变形原因的基础上,提出相应的控制措施,以便解决钢结构焊接变形的问题。

关键词:钢结构焊接变形控制措施1 钢结构焊接变形的成因分析钢结构在焊接的过程中,由于局部受热和受冷不均匀,再加上外力对刚性拘束的作用,致使焊接区域产生不均匀的纵向和横向收缩现象,笔者根据钢结构焊接的实际工作经验,对变形的原因进行了如下分析:①钢结构的刚度表现为抗拉、抗伸、弯曲等能力,这些能力主要受到截面和尺寸大小的影响,譬如桁架的横截面和弦杆截面的面积不符合规范,在焊接时候会产生纵向变形,再如丁字形等形状截面会由于抗弯刚度不足而在焊接时弯曲变形。

②某些钢结构的加工件由于刚度过小,在焊接之后加工件的焊缝布置不均匀,出现严重收缩现象,焊缝较多部位变形程度较大,焊缝较少的部位反之。

一般情况下,焊缝在钢结构中是呈对称的状态布置,因此焊接的程序必须合理,根据对称要求减少线性缩短,然而往往由于布置的焊缝不对称,而产生弯曲变形,或者当焊缝的界面重心偏向于接头截面,则会出现角变形情况。

③除了钢结构本身的问题,焊接工艺对焊接变形的产生也存在很大的关系,焊接的电流控制不到位,致使直径较粗的焊条在慢速度焊接的时候受热不均,而产生焊接变形;采用自动焊接的方式焊接比较厚的钢板,比起手工焊接的模式,前者效率较高,但产生变形的几率比后者高得很多;多层的钢板焊接,每一层焊接缝的收缩量都不一样,一般情况下,首层收缩量最大,第二层的收缩量约为首层的的五分之一,第三层的收缩量约为首层的十分之一,而且层数越多,所产生的的焊接变形就越大;另外焊接的顺序也是焊接变形的成因之一,如果焊接的顺序不恰当,也会产生焊接变形。

2 钢结构焊接变形的控制措施2.1 焊接变形的预防控制措施焊接变形的预防控制措施分为五个步骤进行:①受弯构件在放样的时候,要进行起拱处理,以便在施焊之后补偿焊缝的收缩现象,在下料的时候要依靠工艺试验确定收缩的余量,小于24m的弯构件长度放出收缩量为5mm,大于24m的弯构件长度放出收缩量为8mm。

钢结构施工中焊接变形原因分析及改进措施发布时间：2021-06-28T15:18:18.343Z 来源：《工程管理前沿》2021年2月6期作者：周道昌[导读] 钢结构的广泛应用，使得社会对焊接技术的要求越来越高周道昌32091119700107****摘要：钢结构的广泛应用，使得社会对焊接技术的要求越来越高。

目前，传统的焊接技术仍在使用，焊接技术的创新发展是开发一种高无污染安全的工艺，为工业发展保驾护航。

本文通过对焊接过程的全面分析，分析了焊接变形的影响因素，供相关人员参考。

关键词：焊接工艺简介;运用;创新1、焊接变形概述我国钢材规格、型号、品种等具有多样性和复杂性的特点。

从整体上看，与发达国家相比，我国的综合素质还存在一定的差距。

高钢结构的变形主要分为两类，即整体变形和局部变形。

整体变形是指结构的整体尺寸和结构的变化，局部变形是指钢的局部变形。

在同一种钢中，一种变形方法可以单独发生，也可以采用两种变形方法的组合。

如果出现这种现象，将严重影响钢结构的形状和稳定性，并产生一系列的安全隐患。

2、钢结构焊接变形的种类和起因2.1、材料和温度不同的钢材料具有不同的熔点和不同的热胀冷缩系数。

焊接加热对温度控制有较高的要求。

温度有高有低，尤其是当温度即将超过金属的熔点时。

它的膨胀效果是完全不同的。

这种差异的影响也称为变形。

即使是同一种金属，焊接处的膨胀和周围环境在加热时也会发生变化，从而引起变形。

2.2、焊接方法和顺序即使是相同的钢结构，不同部位的承载能力也是不同的。

焊接时采用不同的方法，焊接顺序也不同。

例如，如果较弱的负荷部分优先焊接，重负荷部分的变形将会被扭曲受到影响。

2.3、选择不同的焊缝位置焊缝的具体位置对钢结构的整体承载性能有很大的影响。

在不同的位置，会产生不同的焊接变形。

因此，在具体的焊接操作中，焊接人员必须具有丰富的焊接经验，首先分析整体的承载能力，选择合适的位置完成焊接，并有效避免各种变形的发生。

钢结构焊接变形的原因和防止措施一；午皇0 I997年第1期钢结构焊接变形的原因和防止措施杭州制氧机集团胡海青-厂A 摘要‘‘皋文竹对钢结构焊接变的产生碌田、防止措施和矫正作一初步探讨。

钢结构的连接方法很多，主要有焊接，铆接及螺栓连接三种。

近几十年来，随着焊接设备及焊接技术的不断提高和开展，焊接一：一．已广泛地替代了铆接和螺栓连接。

因为使用钠杭焊接的方法连接钢结构，既不削弱杆件截面桷蚌纯械机州又节约钢材，节省工作量，同时加工简单，适用于形状复杂的各种构件，所以已成为一种最重要的连接方法。

但是，焊接的缺点除了质量检验较为困难外，还容易引起构件变形囤l 焊接变开j的几种开j式和存留剩余应力。

一、钢结构焊接变形的原园3．由于高温，构件材料本身发生组织变瘫焊接中最常用的是电弧焊，它主要利用化从面引发相变应力。

电弧所产生的高温约600Q~7000~C ，使焊如果上述变形受到构件本身或外界的束缝周围的母材和引发电弧的焊条加以逐渐熔缚，不能自由收缩，就会产生剩余内应力。

化熔点约在1500~C ，熔化的钢水互相混台、剩余应力的存在不但使应力周围区域容易产冷却后，两块被连接的母材便被牢固地凝结生应力腐蚀，同时也有可能产生焊接裂缝。

成一体。

而连接部位那么形成了焊缝。

焊接中而且这些应力在构件机械加工后也依然存加热部位仅仅局限于焊缝附近，母材本身的在，会继续引发其它问题。

温度那么要低得多，大型构件根本上相当于室那么加热和冷却的不均匀又是如何引起温，两者温差在1000~以上。

因这种加热是变形相产生内应力的呢?对于均匀受热又处极不均匀的，其后果往往产生变形和留存残于自由状态的钢棒，其加热冷却的形状变化余内应力。

焊接变形的几种形式如图l所示如图2所示。

由于钢棒在加热对均匀受热又根据焊接过程本身的特点，我们分析其未受任何约束，所以伸长是自由的，同样均原因，主要有三点一匀冷却时，钢捧收缩也是自由的。

当冷却到1．焊接时，受热熔化的局部母材和焊原有温度，它的外形尺寸就会恢复复蓟原有条形成的钢水冷凝时体积缩小，产生收缩变状态。

浅谈建筑钢结构焊接变形的控制措施建筑的一些零部件如果发生了焊接技术变形的话，可能会对建筑的整体质量造成一定的影响，而且这些零部件所承受的重量也会比正常值少很多，可能会发生危险。

只有对建筑的每一个构件进行一系列的分析，针对不同的焊接变形情况进行详细考察，并且尽量提出一些解决的办法，才能够保证整个工程的质量，提高整个企业的生产效率，同时也能够提供一些可借鉴的经验。

本文探讨了建筑钢结构焊接变形的控制措施。

标签：建筑；钢结构；焊接变形；控制措施1建筑钢结构焊接变形的主要原因1.1温度控制不当温度控制不当是钢结构焊接变形的重要原因之一，温度达到金属熔点或是更高的情况下，不同金属膨胀程度会不同。

此时，整个钢结构看起来就很不协调，也就是发生了变形。

此外，一种金属达到熔点并膨胀后，金属本身温度会很高，引起周围金属的膨胀，最终造成焊接变形。

1.2焊接顺序不合理和不恰当的焊接方法钢结构各个部位焊接顺序都是不同的，由此也会造成钢结构发生焊接变形。

钢结构焊缝的不同位置有着不同的承载力，应优先焊接承载力较小钢结构部位，若是构件重量比较大，降回必然造成钢结构扭曲，导致钢结构出现焊接变形。

1.3材料因素不同的材料有着不同的熔点。

相同温度下不同材料自身膨胀度不同。

膨胀度过大或过小都会造成钢结构焊接变形，从而影响钢结构焊接质量。

1.4焊缝位置选择不当钢结构内必然存在焊缝，安排焊缝在不同位置，钢结构焊接变形程度不一。

焊接过程中，钢结构重力针对不同承载力金属压力效果相同。

选择合理纵焊缝位置，能够十分有效地控制钢结构焊接变形的发生。

1.5钢性及焊接变形程度的差异在同样的承载力下。

刚性大的钢结构变形较小，刚性小的钢结构变形较大。

因此，钢结构刚性在焊接变形中是最大的影响因素。

施工人员选取刚性大的钢结构来承载较大重力，选择刚性小的钢结构来承载较小重力，很好地防止了钢结构焊接中出现变形。

2建筑钢结构焊接变形的控制措施2.1焊接手法的选择首先，要正确的选择焊接工艺：①在钢结构组装的时候要尽可能的将可以组装的零件组装起来，再进行焊接，以此降低弹性变形或者整体钢结构的刚性；②在对称的截面要采取对称焊接的方式；③对于不对称的截面，要先操作焊接点比较少的一面，这样的话另外一面的焊接产生的应力可以抵消掉之前焊接产生的应力；④遇到焊缝比较长的钢结构的时候，在确保质量的基础之下，可以进行分段性的焊接工作，同理也是抵消掉焊接产生的应力。

钢结构焊接变形的成因与解决方法摘要：钢结构加工制作过程中，焊接变形的影响因素比较多，如环境条件、施工材料以及各种人为因素（焊工的技能）等，而钢结构一旦出现变形问题，则会严重影响整个工程项目的施工质量，甚至会引发更为严重的后果。

本文将对钢结构焊接变形的主要原因进行分析，并提出相应的预防措施与解决方法。

关键词：钢结构；焊接；应力集中；变形在建筑工程施工过程中，结构较为复杂、多样的钢结构焊接工作量非常大，这为钢结构焊接过程中的变形控制工作来带了压力；同时，钢结构焊接变形会对施工质量产生不利影响、造成严重的人员伤亡，因此加强对钢结构焊接变形问题的研究，具有非常重大的现实意义。

1.钢结构焊接变形问题分析钢结构焊接变形类型主要表现为以下几种。

第一，降温型收缩变形。

该种焊接变形主要是因为焊接完成后，随着温度的降低而导致金属收缩，从焊缝开始，会产生纵向的变形。

第二，降温过程中，焊缝位置因金属收缩量不同而形成产角度位移，进而产生角度型变形。

第二，因扭曲而形成的螺旋变形。

在焊缝角位置，因钢结构纵横面分布不均匀，所以形成钢结构焊接变形。

第四，错边变形。

钢结构焊接人员在实际施工操作过程中，如果对钢结构加热不均匀，则钢结构构件就会产生不同程度的收缩，以致于焊缝位置的构件尺寸不相同，进而形成错边变形。

第五，挠曲型变形。

钢结构焊接过程中，如果焊缝位置不能产生一样的焊接变形结果，则会给人一种扭曲感，这就是挠曲型变形。

第六，波浪型变形。

对于钢结构而言，在焊缝位置存在着内应力，该种内应力在焊接位置会产生波浪式的表现形式。

第一，焊接过程中因温度控制不当而产生的焊接变形。

从实践来看，温度是造成钢结构焊接变形的重要因素，随着温度的不断升高，当达到金属熔点时，甚不同类型的金属材料膨胀程度存在着较大的差异；在此过程中，钢结构感官上会有不协调之感，此时即产生钢结构焊接变形。

当一种金属接近或者达到熔点时，该种金属会使临近的金属材料产生一定的膨胀，进行造成变形。

钢结构焊接变形的原因及防范对策探讨作者：李宏来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：一般来说，钢结构在焊接过程中，由于要进行受热，变形问题则避无可避，如果不加以控制，任其自由发展，则会给钢结构带来巨大的安全隐患。

基于此，本文对钢结构变形引起的原因进行深入剖析，并提出了相应的防范对策，以期抛砖引玉，供同行参考。

关键词：钢结构；焊接变形；原因；防范对策中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：在对钢结构实施焊接时，残余变形的现象通常如影随形，无法根除，但如果对变形问题不加以控制，则会影响钢结构的使用寿命和承载能力，甚至影响整个工程的进度和质量。

因此，对钢结构焊接变形产生原因及防范对策进行探讨，对提升钢结构的整体性能，提高工程的整体质量，都起到一定推动作用。

一、钢结构焊接变形的原因分析为了使焊接变形的问题得到有效遏制，许多技术和研究人员对焊接变形现象进行了深入研究、剖析。

调查结果显示，钢结构焊接变形的产生因素十分繁杂，有时还各种因素还会相互作用、交叉影响。

具体可归纳如下几点原因：1、钢结构总焊缝的位置对于焊接变形也有一定影响，总焊缝处在不同的位置，其变形的大小和形状都有所不同，这是由于焊接位置不同，开坡口的角度也有所区别，产生的重力性变形也形态迥异。

2、钢结构的刚性也是产生变形的因素之一，在相同载荷负荷下，如果钢结构的刚性较好，构件变形的量则较小，反过来，对于刚性较差的构件，产生变形量则较大。

如果一个钢结构，造型大且板材较薄，当一个小且重的构件焊接到其上时，则造型较大但刚性较小的构件产生的变形量大[1]。

3、钢结构各构件焊接的顺序和装配方法，对焊接变形也有很大影响。

焊接的顺序不同，产生的变形量往往相差甚远。

如对于刚性不大的钢结构来说，如果在焊接时，增加了这一构件的载重量，则很容易出现变形的现象。

4、不同的焊接材料，其热胀冷缩的变形系数也有所区别，一般来说，材料热胀冷缩的系统主要看材料的线膨胀系数（αl），αl愈大，则钢结构在焊接之后的变形愈加明显。

钢结构焊接变形及其控制措施摘要：随着科学技术的不断发展，建筑钢结构得到了广泛应用，本文通过分析建筑钢结构焊接变形的原因，提出了建筑钢结构焊接变形相关控制措施。

对钢结构焊接设备和焊接方法提出了更高的要求，如何提升现有的焊接技术成了一个重要的课题。

因此，分析焊接变形的各方面原因，采取适当措施和工艺方法控制焊接变形，对于保证建筑钢结构工程质量和使用寿命，对于提高生产效率具有更加重要的意义。

关键词：钢结构；焊接；防变形；控制一、钢结构焊接变形产生原因钢结构在焊接过程中会产生焊接应力而变形，造成焊接应力和变形的因素有很多，但最根本的原因是焊件受热的不均匀性造成的。

钢结构在焊接时，由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀，从而导致构件产生不均匀膨胀，而低温区的限制了高温区的膨胀，最终导致焊件焊后发展成焊接变形。

其次，焊接顺序不正确、焊工技术达不到要求、下料方法不当、夹具使用不当、装配焊接顺序不当都会影响焊接质量产生变形。

而焊缝在焊接结构中的位置与焊接电流及焊接方向等对焊接应力与变形也有一定影响。

二、钢结构焊接变形的种类按钢结构焊接残余变形程度的不同，分为整体变形和局部变形；对不同特点的变形又分为：横向收缩变形、纵向收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪式变形以及错边变形，其中只有角变形和波浪变形属于局部变形，角变形是由于焊缝的横向收缩沿板厚的不均匀分布而产生的。

弯曲变形是由于结构上的焊缝布置不对称或焊件断面形状不对称而产生的。

其他类型的变形都属于整体变形。

而整体变形也是钢结构焊接发生的较多的变形。

三、影响钢结构焊接变形的因素3.1 焊接方法及其工艺规范的影响钢结构制造时一般的焊接方法有埋弧自动焊、手工电弧焊和CO2气体保护焊。

不同的焊接方法产生的热量不同，造成的变形也不同。

同一焊接方法中，由于焊接工艺规范的不同所产生的焊接变形也不同。

钢结构在施焊前要制定焊接工艺评定指导书进行指导焊接，同时对作业环境的温度和湿度都有要求。