电焊工高级技师论文

＊＊＊高级技师综合评审

焊工高级技师职业文章

（国家职业资格一级）

文章类型：论文

文章题目：浅析钢结构焊接中常见问题预防及处理

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工作单位：＊＊＊＊＊＊有限公司

浅析钢结构焊接中常见问题预防及处理

＊＊＊＊＊＊有限公司＊＊＊

摘要：在加工钢结构工件过程中，由于存在外形尺寸较大、形状多样、焊缝多、焊接位置不对称等因素，常出现多种焊接问题，影响产品的质量。本文就焊接变形和裂纹原因，相应控制措施，解决办法进行探讨。

关键词：钢结构焊接应力变形裂纹原因分析控制措施检验引言：金属熔化焊焊缝的缺陷按其在焊缝中的位置可分为表面及成型缺陷（外部缺陷）、内部缺陷和组织缺陷三大类。常见的焊接外部缺陷主要有：焊缝外观形状和尺寸不符合要求、表面裂纹、表面气孔、咬边、焊瘤、弧坑、凹陷、满溢、烧穿、过烧等。常见的内部缺陷主要有：焊接裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合、夹钨、夹珠等。浅析焊接中部分常见问题变形及裂纹产生的原因、预防措施及处理方法。

一、焊接中变形的原因及预防措施

(一)产生焊接应力和焊接变形的原因主要有：

(1)加工件的刚性小或不均匀、局部加热和冷却不均匀，焊后收缩，变型不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大，引起焊接应力集中和过量变形。5)焊接放置不合适，应力集中释放时引起变形。（6）焊缝金属的组织变化产生应力变形。

(二) 防止和预防焊接变形的措施

(1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝，减少交叉和密集焊缝。

(2)采取适当的工艺措施。1）反变形法，即在焊前进行装配时，为抵消或补偿焊接变形，先将工件向与焊接变形的相反方向进行人为的变形。如8-12㎜厚钢板V形坡口单面对焊时，将工件预先反向斜置，焊接后，由

于焊缝本身的收缩，使焊件恢复到预定形状和位置。2）制定合理的装配和焊接顺序，以减少变形。如先焊主焊缝，后焊次要焊缝；先焊对称部位的焊缝，后焊非对称焊缝；先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；先焊对接焊缝，后焊角焊缝。3)热调整法，即减少焊接热影响区的宽度、降低不均匀加热的程度，就有利于减少焊接变形。如小电流快速不摆动焊代替大电流慢速摆动焊；小直径焊条代替大直径焊条；多层焊代替单层焊；采用线能量高的焊接方法，如用二氧化碳保护焊代替焊条电弧焊等。4）强制冷却法，可将焊缝四周的焊件浸在水中，也可以用铜块增加焊件的热量损失。但对淬火倾向大的钢材不适应，易引起裂纹。对于焊接性能较差的材料，如中碳钢、铸铁等通常采用预热来减少焊接变形和焊接应力。5)对称施焊法，即同时对称施焊，少则2人，大的结构可以多人同时施焊，使所焊的焊缝相互制约，使结构不产生整体变形。如在安装现场组合钢架大梁时，采用效果较好的双人对称焊，能有效的防止大梁的角变形。6）刚性固定法，一般刚性大的构件，焊后变形都小。如焊接之前能加大焊件的刚性，构件焊后变形就可以减小。如使用用夹具机构，或临时将焊件点固在刚性平台上，或采用压铁等。7）锤击焊缝法，用圆头小锤（1-1.5磅，半径3-5㎜），敲击焊缝金属，能促使焊缝金属塑性变形，使焊缝适当延长，以补偿焊缝的缩短，避免和减少了焊接应力及焊接变形。敲击时应注意，除底层和表面外，其余各层焊后立刻均匀敲击。还有如对尺寸大，焊缝多的工件，采用分段、分层施焊，并控制电流、速度、方向一致；手工焊接较长焊缝时，应采用分段进行间断焊接法，由工件的中间向两头退焊，焊接时人员应对称分散布置，避免由于热量集中引起变形；大型工件如形状不对称，应将小部件组焊矫正完变形后，再进行装配焊接，以减少整体变形；工件焊接时应经常翻动，使变形互相抵消；对于焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理。等等。

(三) 焊接变形处理方法

尽管焊接结构在焊接过程中采取了一些防止变形的措施，但在焊后仍会出现焊接变形。如果焊件产生了超出技术要求所允许的变形时，就必须给予矫正。在生产中常用的矫正方法有手工校正法、机械矫正法、火焰矫正法、综合法。本质都是设法造成新的变形去抵消焊件已经产生焊接变形。

1）手工校正法。利用手锤等工具，锤击变形合适位置，使焊件变形减

小。此法适用于一些薄板，变形小，细长的焊件。如薄板产生的波浪变形、角变形、挠曲变形。

2）机械矫正法。焊接后利用机械力矫正焊接变形。此方法常用压力机、矫直机、辊床、千斤顶等设备。即将焊件变形后尺寸缩短的部分加以延伸，并使之与尺寸较长的部分相适应，该方法多用于厚度不大的塑性材料焊件。低碳钢可以焊后直接机械力矫正，部分合金结构钢应进行消除应力的合适热处理后，才能进行机械力矫正，否则，易开裂。

3）火焰矫正法。是利用气焊火焰对焊接件进行加热的一种矫正变形的方法。该方法是使焊件在冷却收缩时产生的新变形，以矫正原因焊接所产生的变形，从而达到焊件恢复允许变化范围内形状、尺寸的目的。如焊后已经上供的Τ字梁，可用火焰对腹板外缘处进行呈三角形区加热，加热至600～800℃，然后冷却使腹板收缩引起反向变形，将焊件矫正。若一次加热还有上拱，则进行第二次加热，第二次加热应选在第一次加热区之间。

火焰矫正是一项技术性很强的操作，要根据焊件结构特点，掌握矫正变形规律，确定加热方式、加热位置、加热范围，并要用目测控制加热区的温度，才能获得较好的矫正效果。火焰焊接矫正主要针对钢材的塑性变形，分为全加热火焰焊接矫正和局部加热火焰焊接矫正，加热区形状分点状加热；线状加热；三角形加热三种。

（a）三角形加热工字梁挠曲变形（b）三角形加热T字梁挠曲变形

图c 图d 图c、图d、分别为线状加热、部位和形式示意图

图（e）图（f）图（e）多点加热分布示意图图（f）厚壁圆筒矫圆为示意图

（1）、点状火焰焊接矫正加热：加热一点或多点，点的直径至少15mm，厚板加热点的直径要大些。变形量大的，点状火焰焊接矫正加热点与点之间的距离应小些，一般在50-l00mm之间。

（2）、线状火焰焊接矫正加热：加热火焰沿直线方向移动或移动同时作横向摆动。一般适应矫正角变形或弯曲变形。线状加热线的横向收缩一般大于纵向收缩。横向收缩随着加热线的宽度增加而增加，加热线宽度一般为钢板厚度的0.5-2倍。

（3）、三角形火焰焊接矫正加热：加热三角形的底边在被矫正的焊件边缘，顶端朝向凹的部位。三角形加热的面积较大，因而收缩量也较大。