钢结构焊接变形的成因与措施

钢结构焊接变形控制措施摘要：本文将从钢结构焊接变形的原因入手，介绍钢结构焊接变形的特点和影响，然后探讨钢结构焊接变形的控制措施，包括预制件的设计、焊接工艺的优化、焊接变形的补偿和控制等方面。

通过对这些控制措施的分析和总结，可以为钢结构焊接变形的控制提供一些有益的参考和借鉴，为钢结构的质量和安全性提供保障。

关键词：钢结构；焊接；变形控制；措施焊接过程中由于存在着很多不确定因素，如焊接位置、焊接工艺、焊接顺序以及各种外力的作用等，这些因素会使工件的变形受到抑制和限制，但也会使工件产生变形。

在整个过程中，任何一个环节出了问题，都会使最终的结果偏离设计的要求。

因此，在焊接过程中要采取各种措施来控制焊接变形。

1.反变形法反变形法是利用焊接热过程中工件的局部收缩来抵消或减小焊接件的变形。

这种方法能有效地控制焊接件的变形，是目前最常用的一种控制焊接变形的方法。

（1）反变形法在生产中应用广泛，一般是在钢结构构件上预先留有加工余量，焊接时尽量采用与留有加工余量相同的焊接顺序和焊后反变形的方法来补偿焊后构件的变形。

（2）在结构设计时，充分考虑到结构尺寸与受力情况，尽可能减少结构中过大的不合理尺寸。

例如：为控制梁侧弯，应尽量少设梁高；为控制焊缝收缩变形，应尽量减少焊缝长度和数量；为控制板厚方向产生挠曲，应尽量减少板厚尺寸；为减少角焊缝对整体应力的影响，应尽量缩短角焊缝长度等。

（3）在构件拼装前，用机械方法进行反变形或人工反变形。

例如：在装配前将构件通过调整使其发生一定程度的弯曲或扭转变形，待安装完毕后再恢复到原来的形状。

这种方法适用于尺寸精度要求不高且焊缝数量不多的构件。

（4）采用多道焊接方法。

此法适用于在大厚度上对称焊接要求较高的结构。

2.刚性固定法刚性固定法是指通过合理地安排钢结构构件的焊接顺序和焊接方向，使构件在焊缝上产生的拉应力、压应力和焊后残余变形的方向相反，并通过各种约束措施限制变形的一种方法。

在焊接过程中，我们应该把钢结构构件分为两部分：第一部分是纵向焊缝，第二部分是横向焊缝。

钢结构工程焊接应力与变形差生的危害及采取的措施随着“绿色建筑”理念的推广，以钢结构件为主体框架结构结合复合砌筑体结构已成为一种必然趋势，因为以钢结构为主的框架结构的回收利用性有效避免钢筋混凝土结构建筑垃圾的产生，具有可持续性。

由于钢结构工程的特有型，焊接作业时钢结构工程最重要的工序之一，而焊接应力及焊接变形产生是影响钢结构安全性及可靠性的重要因素。

本文着重对焊接应力及焊接变形的危害及所采取的对应措施进行分析。

一、焊接应力与变形产生机理焊接热输入引起材料不均匀局部加热，使焊缝区熔化，而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，产生不均匀的压缩塑性变形。

在冷却过程中，已发生压缩塑性变形的这部分材料又受到周围材料的制约，不能自由收缩，在不同程度上又被拉伸而卸载，与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。

这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为瞬态应力与变形。

而焊后，在室温条件下，残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。

焊接残余应力和变形，严重影响焊接构件的承载力和构件的加工精度，应从设计、焊接工艺、焊接方法、装配工艺着手降低焊接残余应力和减小焊接残余变形。

二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施1．焊接残余应力的危害影响构件承受静载能力；影响结构脆性断裂；影响结构的疲劳强度；影响结构的刚度和稳定性；易产生应力腐蚀开裂；影响构件精度和尺寸的稳定性。

2．降低焊接应力的措施(1)设计措施尽量减少焊缝的数量和尺寸，在减小变形量的同时降低焊接应力；防止焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加；要求较高的容器接管口，宜将插入式改为翻边式。

(2)工艺措施采用较小的焊接线能量，减小焊缝热塑变的范围，从而降低焊接应力；合理安排装配焊接顺序，使焊缝有自由收缩的余地，降低焊接中的残余应力；层间进行锤击，使焊缝得到延展，从而降低焊接应力；焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条；预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）；采用整体预热；降低焊缝中的含氢量及焊后进行消氢处理，减小氢致集中应力。

钢结构焊接变形的原因有哪些，钢结构焊接注意事项钢结构连接普遍采用焊接，且对于一些重要焊缝一般都采用全熔透焊接。

金属焊接时在局部加热、熔化过程中，加热区的金属与周边的木材温度相差很大，产生焊接过程中的瞬时应力。

冷却至原始温度后，整个接头区焊缝及近缝区的拉应力区与母材在压应力区数值达到平衡，这就产生了结构本身的焊接残余应力。

此时，在焊接应力的作用下焊接件结构发生多种形式的变形。

残余应力的存在与变形的产生是相互转化的，认清变形规律，就不难从中找到防止减少和纠正变形的方法。

一、焊接变形的形式与原因：钢结构焊接后发生的变形大致可分为两种情况：即整体结构的变形和结构局部的变形。

整体结构的变形包括结构的纵向和横向缩短和弯曲（即翘曲）。

局部变形表现为凸弯、波浪形、角变形等多种。

1.1变形常见基本形式：常见钢结构焊接变形基本形式有如下几种：板材坡口对焊后产生的长度缩短（纵向收缩）和宽度变窄（横向收缩）的变形；板材坡口对接焊接后产生的角变形；焊后构件的角变形沿构件纵轴方向数值不同及构件翼缘与腹板的纵向收缩不一致形成的扭曲变形；薄板焊接后母材受压应力区由于失稳而使板面产生翘曲形成的波浪变形；由于焊缝的纵向和横向收缩相对于构件的中和轴不对称引起构件的整体弯曲，此种变形为弯曲变形。

这些变形都是基本的变形形式，各种复杂的结构变形都是这些基本变形的发展、转化和综合。

1.2焊接变形的原因：在焊接过程中对焊件进行了局部的、不均匀的加热是产生焊接应力及变形的原因。

焊接时焊缝和焊缝附近受热区的金属发生膨胀，由于四周较冷的金属阻止这种膨胀，在焊接区域内就发生压缩应力和塑性收缩变形，产生了不同程度的横向和纵向收缩。

由于这两个方向的收缩，造成了焊接结构的各种变形。

二、影响焊接结构变形的因素：影响焊接变形量的因素较多，有时同一因素对纵向变形、横向变形及角变形会有相反的影响。

全面分析各因素对各种变形的影响，掌握其影响规律是采取合理措施控制变形的基础。

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。

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。

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。

焊接变形的原因及控制方法焊接变形是指焊接过程中产生的结构形状、尺寸和应力的改变。

变形对于焊接结构的质量和使用寿命都具有重要影响，因此需要采取控制措施来减少焊接变形。

1.熔融区的体积收缩：在焊接中，熔融区的温度升高，熔化的金属液体会发生体积收缩。

当焊接过程中发生多次的局部加热和熔化，熔融区收缩现象将会导致焊接件变形。

2.焊接应力：焊接过程中形成的焊接应力是导致焊缝及周边材料变形的重要原因。

焊接引起的应力主要有热应力和残余应力两种。

3.材料的热物理性质差异：焊接过程中，不同材料的热膨胀系数和热传导系数的差异也会导致焊件变形。

为了控制焊接变形，可以采取以下方法：1.合理设计焊接结构：通过合理设计焊接结构，可以减轻焊接变形产生的程度。

例如，在设计焊接结构时可以采用对称组织，增加长交叉焊缝间的连接来减轻焊接变形。

2.使用焊接工艺参数：调整焊接工艺参数，如焊接速度、焊接电流和电压等，可以减少焊接变形。

例如，在焊接速度控制方面，可以采用逆向焊接、速度波动焊接和脉冲焊接等方法来减少焊接变形。

3.采用预应力：对焊接材料进行预应力处理可以减少焊接变形的产生，常见的方法有热拉伸和压力留置法。

4.使用夹具和支撑物：采用夹具和支撑物对焊接结构进行支撑和固定，可以减少焊接变形的产生。

夹具可以限制材料的收缩和变形，支撑物能够提供必要的支撑力和刚度。

5.控制焊接热输入：通过控制焊接热输入来减少焊接变形。

可以采用分段焊接、小电流多道焊、局部加热等方法来降低焊接区域的温度梯度。

总之，焊接变形是焊接过程中难以避免的问题，但通过合理的设计和控制参数的调整，可以有效减少焊接变形的产生，提高焊接结构的质量和可靠性。